Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Регуляция функции размножения лабораторных и сельскохозяйственных животных с использованием дельтостима

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Косарев, Сергей Владимирович, Курск

КУРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ИМЕНИ ПРОФЕССОРА И.И. ИВАНОВА

На правах рукописи

КОСАРЕВ Сергей Владимирович

РЕГУЛЯЦИЯ ФУНКЦИИ РАЗМНОЖЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ И СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДЕЛЬТОСТИМА

03.00.13 - физиология человека и животных

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель:

заслуженный ветеринарный врач РФ,

доктор биологических наук, профессор О. Б. Сеип

Курск-1999

Содержание

Общая характеристика работы............................................. 4

1. Научно-практические аспекты регуляции процесса размножения

у животных (краткий обзор литературы)........................... 10

1.1. Биологическая сущность и нейро-гуморальные механизмы регуляции репродуктивной функции у животных................... 10

1.2. Регуляция процесса размножения у животных с использованием биотехнических методов и приемов.................................21

1.2.1. Синхронизация и стимуляция половой функции у

коров и телок................................................................. 23

1.2.2. Биотехнический контроль воспроизводительной функции

у свиней...................................................................... 33

Заключение к краткому обзору литературы............................................41

2. Материал и методика исследований......................................................................44

3. Регуляция функций размножения лабораторных и сельскохозяйственных животных с использованием биологически активных препаратов (результаты собственных исследований и внедрения в производство)....................................................................................48

3.1. Изучение активности и определение оптимальной дозы дельтостима на лабораторных животных................................................4 В

3.2. Сравнительное изучение биологической активности дельтостима с ГСЖК и сурфагоном............................................................56

3.3. Влияние дельтостима на овуляцию и органы-мишени половозрелых крыс..................................................................................................................58

3.4. Потенциальное и фактическое многоплодие половозрелых мышей и крыс при применении ГСЖК, сурфагона и дельтостима.....................................................................................................60

3.5. Характеристика морфологического состава крови крыс в норме и при применении дельтостима......................................................63

3.6. Влияние дельтостима на. репродуктивную фз'нкцию ремонтных телок............................................................................................................67

3.7. Стимуляция репродуктивной функции у ремонтных телок дельтостимом в сочетании с другими биологически

активными препаратами..........................................................................................68

3.8. Восстановление функции размножения у коров с фолликулярными кистами яичников..........................................................................78

3.9. Использование дельтостима с целью коррекции полового процесса у телок с гипофункцией яичников...............................84

3.10. Синхронизация репродуктивной функции у ремонтных свинок с использованием биологически активных веществ...... 87

3.11. Использование дельтостима для регуляции половой функции у основных свиноматок..................................................................93

4. Обсуждение результатов научно-прикладных исследований...... 98

Заключение......................................................................................................................114

Выводы и практические предложения....................................115

Литература......................................................................................................................117

Приложения

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Изложенные в диссертации материалы являются обобщением результатов научно-исследовательской и внедренческой работы на лабораторных и сельскохозяйственных животных, выполненной в соответствии с планом НИР Курской государственной сельскохозяйственной академии им. проф. И.И. Иванова по теме «Усовершенствовать и разработать новые методы воспроизводительной функции, профилактики и лечения акушерско-гинекологических заболеваний у коров и свиней». Номер государственной регистрации 01.0.70000675.

Актуальность и состояние научной разработки. Стабильное социально-экономическое развитие России в значительной степени зависит от обеспечения населения в достаточном количестве доброкачественными продуктами животноводства, промышленности - сырьем. В настоящее время, к сожалению, потенциальные генетические возможности сельскохозяйственных животных

используются крайне недостаточно. Важнейшим звеном повышения эффективности животноводства является расширенное воспроизводство маточного стада и полное сохранение молодняка.

В успешном решении этих сложных проблемных вопросов особое место отводится биотехническому контролю воспроизводительного процесса животных.

Отечественной биологической науке принадлежит приоритет в разработке и широком применении метода биотехнической регуляции репродуктивной функции лабораторных и сельскохозяйственных животных. Первые исследования по управлению процессом размножения у животных были проведены в 30-х годах нынешнего столетия группой ученых под руководством М.М. Завадовского. Для этих целей Б.М. Завадовский, А.И. Лопырин, А.Л. Падучева и другие ученые использовали пролан и ГСЖК, но, к сожалению, эксперименты не привели к желаемым результатам.

Позднее Е.Д. Башкеев, В.В. Ельчанинов, Ю.Д. Клинский, Z. Baker, Е. Kud-lac, С. Polge и др. ученые для синхронизации охоты использовали прогестерон и

его производные, но эти препараты оказались недостаточно эффективными и поэтому не нашли широкого применения в животноводстве.

Начиная с 50-х и в последующие годы, были синтезированы и испытаны новые биологически активные соединения (гестагены, производные дитиокар-бомоилгидрозина, простагландины, феромоны, нейропептиды и др.), действующие определенным образом на репродуктивную систему животных. Это способствовало развитию нового перспективного направления для разработки эффективных методов управления воспроизводительным процессом животных (П.А. Волосков, Ю.Д. Клинский, Е.А. Караваева, H.A. Москвин, А.Г. Нариж-ный, О.Б. Сеин, П.И. Шаталов, А.Г. Черемисинов, H.A. Юдаев, K.P. Brüsov, Z.W. Harris, J.W. King,J.H. Meyer, R.W. Pomeroy).

В период бурного развития биотехнологии все больше значение как для фундаментальных исследований, так и для практического применения имеет культура клеток высших растений. Особый интерес культивируемые клетки представляют как источник абсолютно экологически чистых продуктов вторичного метаболизма растений. Широк спектр использования биологически активных веществ, полученных из женьшеня, элеутерококка, картофеля, тыквы и других растений. В Болгарии, например, на основе стероидных гликозидов из Tributus terrestris вырабатываются используемые в ветеринарии препараты ви-татон и трибестон. Однако список культур, выращивание которых имеет научно-прикладное значение, не особо велик. Среди множества растении особое место принадлежит культуре клеток тропической лианы - диоскореи дельтовидной (Dioscorea deltoidea Wall) как потенциальному источнику диосгенина - лучшего сырья для получения стероидных препаратов со стимулирующей активностью (И.А Горлов, А М. Носов, И.Е. Мозгов, С.А. Mey, P.J. Ritterschaus).

В результате многолетних исследований ученых нашей страны и за рубежом достигнуты значительные успехи в выявлении закономерностей нейро-гуморальных механизмов биотехнической регуляции половой функции животных (М.М. Завадовский, A.B. Квасницкий, Ю.Д. Клинский, В.П. Кононов, А.И.

Лопырин, H.A. Мартыненко, B.K. Милованов, Н.И. Полянцев, М.И, Прокофьев, О. Н. Савченко, Г.С. Степанов, A.A. Сысоев, А.М. Anderson, R.D. Baker, J. Bergfeld, R.H. Dutt, J. König, C. Polge).

Однако функция размножения животных в норме и возрастном аспектах, различных формах патологии, при регуляции ее при помощи натуральных биологически активных препаратов и их синтетических аналогов, технических и других средств изучены недостаточно. Все это обусловило необходимость дальнейшего изучения нейро-гуморального механизма действия новых препаратов, совершенствования и разработки методов и приемов биотехнического контроля процесса воспроизведения животных.

Решение этой проблемы на комплексах, фермах и в крестьянских хозяйствах позволит четко организовать весь воспроизводительный процесс и более эффективно использовать потенциальные биологические возможности животных.

Цель и задачи исследований. Принимая во внимание актуальность проблемы и ее научно-прикладную значимость, основной целью настоящей работы являлось: изучение биологических свойств нового отечественного препарата дельтостима в отдельности и в комбинации с другими биологически активными препаратами на лабораторных и сельскохозяйственных животных, а также обоснование возможности их применения для повышения функции размножения белых мышей, крыс, ремонтных телок, коров, ремонтных свинок и основных свиноматок.

Для решения этой цели были поставлены и выносятся на защиту следующие основные положения:

1. Определить активность и оптимальную дозу дельтостима для регуляции функции размножения у лабораторных животных (мышей и крыс), крупного рогатого скота и свиней.

2. Выявить влияние дельтостима в отдельности и в сочетании с другими биологически активными препаратами на морфофункциональное состояние органов размножения животных.

3. Изучить влияние дельтостима на воспроизводительную функцию животных, провести его научно-производственную апробацию с целью синхронизации половой охоты и овуляции, а также коррекции половых процессов у коров с дисфункцией яичников.

4. Установить действие дельтостима на репродуктивную функцию ремонтных свинок и основных свиноматок и разработать рекомендации по его использованию в практике свиноводства.

Экспериментальные материалы получены автором самостоятельно. Выражаю глубокую благодарность и признательность научному руководителю доктору биологических наук профессору О. Б. Сеину, доктору биологических наук профессору А. М. Носову и своим коллегам за оказанную помощь.

Научная новизна и практическая ценность. Настоящая работа имеет приоритетное теоретическое и прикладное значение в области совершенствования и разработки эффективных методов и приемов биорегуляции процесса размножения лабораторных животных, крупного рогатого скота и свиней.

Впервые в научно-производственных экспериментах и на основании широкого клинического испытания нового отечественного экологически чистого препарата растительного происхождения дельтостима в отдельности и в комбинации с другими биологически активными веществами разработан способ повышения воспроизводительной функции животных.

Апробация работы и публикации. Материалы диссертации доложены, одобрены и рекомендованы в практику животноводства и ветеринарии на :

1. Научно-производственной конференции «100 лет Курской биофабрике и агробиологической промышленности России». -Курск, 1996.

2. Международном координационном совещании «Экологические проблемы патологии, фармакологии и терапии с.-х. животных». -Воронеж, 1997.

3. Научно-практической конференции «Агропромышленный комплекс России в период глубокого реформирования: актуальные проблемы и пути их решения. -Орел, 1997.

4. Научно-практической конференции «Проблемы межклеточного обмена электролитов, белково-минерального питания и резистентности животных». -Курск, 1998.

5. Научных конференциях профессорско-преподавательского состава Курской 1'СХАим. проф. И. И. Иванова (1995-19991.1 .).

По теме диссертации в открытой печати опубликовано 5 статей, выдано 2 рацпредложения. Материалы исследований включены в рабочие программы учебного процесса по курсу «Физиология сельскохозяйственных животных».

Объем и структура диссертации. Работа изложена на 138 стр. машинописного текста, содержит 20 таблиц, иллюстрирована схемами и рисунками. Диссертация состоит из общей характеристики, краткого обзора литературы, экспериментальной части, обсуждения результатов исследований и внедрения, выводов, предложений для производства и приложений. Список литературы включает 237 наименований, в том числе 89 иностранных авторов.

Принятые сокращения и обозначения. Гн-РГ - гонадотропин-рилизинг-гормон Гн-РФ - гонадотропин-ршшзинг-фактор ДД - диоскорея дельтовидная ДН - действующее начало ДС - дельтостим

КАП - 17-а-ацетокси-6-хлоропрегн-4,6-диен-3,20-дион

ДГ - лютеинизирующий гормон

МАП - 17-а-ацетокси-6-а-метил-прегн-4-ен-3,20-дион

ПЖТ - персистентное желтое тело

ЛТГ - лактогенный гормон

Ок - окситоцин

ПГ - простагландины

ПЦ - половой цикл

СОЭ - скорость оседания эритроцитов ФСГ - фолликулостимулирующий гормон ЛД - летальная доза ЯК - яйцеклетка

1. Научно-практические аспекты регуляции процесса размножения у животных

(краткий обзор литературы)

Размножение относится к сложным биологическим процессам, обеспечивающим воспроизведение животных. Как важнейшая врожденная условно-рефлекторная реакция репродуктивная функция определяется комплексом половых признаков - течкой, характерной общей реакцией, охотой и овуляцией, а также включает в себя оплодотворение, плодоношение, роды, лактацию и подготовку животного к очередному воспроизводительному процессу.

1.1 Биологическая сущность и нейро-гуморальные механизмы регуляции

репродуктивной функции у животных

Система регуляции функции размножения у животных сложилась в процессе филогенеза. В разные периоды, начиная от зиготы, последующих этапов развития эмбриона и до конца жизни животного действуют нервная и гуморальная системы.

Учение о нейро-гуморальной регуляции процесса размножения у млекопитающих имеет свою историю. Еще в 30-х годах нынешнего столетия Б.М. За-вадовский (1934), Б. Цондек (1938) на основании комплекса результативных исследований пришли к выводу о важной роли гипофиза в регуляции половой функции, назвав этот орган и синтезируемые им гормоны «пусковым механизмом» сексуальной деятельности животных.

Установлено, что гипофиз секретирует три гонадотропных гормона -ФСГ, ЛГ и ЛТГ. Физиологическое действие фолликулостимулирующего гормона проявляется в стимуляции роста и развития множественных вторичных фолликулов до «антральной» стадии и активизации митотической пролиферации гранулезных клеток. Однако под влиянием только ФСГ фолликулы не дости-

гают стадии полного роста и секреторной активности, а лишь подготавливаются к последующему воздействию ЛГ. Лютеинизирующий гормон вызывает стимуляцию интерстициальной ткани, участвует в стероидогенезе и овуляции, необходим для конверсии овуляторного фолликула в желтое тело и секреции им прогестерона. Накоплено множество фактов, доказывающих взаимодействие между ФСГ и ЛГ, которое проявляется в синергизме, усилении действия на половые железы одного гормона другим (В.В. Алешин, 1955; О.Н. Савченко, 1967; A. Albert, 1956; J. Szentagothai, 1989).

Этот принцип послужил основой и был широко использован для усиления искусственной стимуляции половых желез и разработки метода повышения многоплодия у овец, коров и свиней (Б.М. Завадовский, 1934, 1945; М.М. Зава-довский, 1963; Ю.Д. Клинский, 1971; А.И. Лопырин, 1971; Е.Д. Башкеев, 1983; R.H. Dutt, 1948; J. Konig, 1969, 1992).

Многие исследователи (А.М. Журбенко, 1983; М.С. Мицкевич, 1984) рассматривают и ЛТГ как гонадотропный гормон, так как он оказывает лютео-тропное действие на желтое тело крыс и мышей. Однако этот гормон не является лютеотропным для таких видов животных, как крупный рогатый скот и свиньи.

М.М. Завадовский (1963) на основе собственных опытов и обобщения данных литературы объясняет смену процессов в репродуктивной системе и всех сложных регуляторных взаимоотношений, исходя из принципа «плюс-минус взаимодействия» между гипофизом и половыми железами. По данным автора, гормоны гипофиза стимулируют деятельность половых желез, а выделяемые ими гормоны, наоборот, тормозят гонадотропную функцию гипофиза. Аналогичные взаимодействия обнаружены между корой надпочечников и ад-ренокортикотропной функцией гипофиза, щитовидной железой и тиреотроп-ным гормоном (И.А. Эскин, 1981; Я. Сентаготаи и др., 1965; Е.Д. Башкеев, 1983).

Эта схема является одной из ранних попыток биологов конкретно сфор-

мулировать основной принцип действия саморегулирующих систем, без которого невозможно осуществить непрерывно происходящее в организме состояние гомеостаза.

Более детальное изучение функции желез внутренней секреции привело к пересмотру упрощенных схем, позволило выяснить не только физиологическое значение гормонов, но и их взаимодействие в системе регуляции различных функций организма, в том числе и процесса размножения.

В регуляции продукции и выделения гонадотропинов большая роль принадлежит гормонам половых желез.

Половые стероиды по принципу обратной связи оказывают как стимулирующее, так и ингибирующее действие на гонадотропины. Соотношение эстрогенов и прогестерона является определяющим фактором в развитии фолликулов: эстрогены способствуют их развитию, повышенное содержание прогестерона, наоборот, прекращает рост и приводит к атрезии фолли