Внутриутробная гибель телят (мертворождение): что могут сделать генетики

Фертильность крупного рогатого скота имеет множество факторов и условий, которые требуют, чтобы самцы и самки были функционально способны достичь последнего этапа — рождения нормального, жизнеспособного теленка.

Это определяет общую цель селекции — коровы должны:

Низкие показатели воспроизводства связаны с неспособностью коровы возобновить активность яичников и, следовательно, с нарушением цикла и проявлением признаков эстральной недостаточности (ановуляторный и поведенческий анэструс, нерегулярная цикличность эстральных выделений и т.д.).

Также играют роль репродуктивные потери из-за неудачного оплодотворения, ранней и поздней эмбриональной смертности, внутриутробной смертности (аборты) и мертворождений.

Показатели оплодотворения (процент оплодотворенных яйцеклеток), как правило, высоки после искусственного оплодотворения в контролируемых условиях. Вероятно, существует множество причин, по которым 10-25% яйцеклеток не оплодотворяются после ИО, и они могут быть как мужского, так и женского происхождения.

Фертильность отцов зависит как от количества сперматозоидов, так и от их качества в месте оплодотворения в яйцеводе. Самец способствует только оплодотворению самки и (благодаря качеству сперматозоидов) способности эмбриона выживать на протяжении всей стельности.

Однако многие детали, касающиеся структуры и функции сперматозоидов, еще недостаточно изучены.

Сперматозоиды не отвечают за транскрипцию из-за сильно конденсированной структуры хроматина, и в них почти нет цитоплазмы, способной поддерживать трансляцию. Но, по крайней мере, у приматов и грызунов сперматозоиды несут полный набор мРНК, которые при определенных условиях могут транслироваться de novo.

Сперматозоиды, вырабатываемые фертильными самцами, содержат до 3000 различных видов мРНК, а также регуляторные микроРНК и некодирующие РНК. Функциональность этих молекул РНК в оплодотворенных эмбрионах в значительной степени неизвестна. Только некоторые из этих мРНК оказались важными благодаря их установленной роли в процессе эмбрионального развития. Многие из этих мРНК специфичны для самцов и потенциально влияют на фенотипические признаки потомства.

Недавние исследования показали, что присутствие аномальной РНК в дефектных сперматозоидах может влиять на ранний эмбриогенез и даже нарушать его. Но нет достоверной информации о том, будет ли такая РНК вызывать эпигенетические дефекты, заметные позже, во время внутриутробного развития плода.

Недавно были выделены различия в индивидуальных профилях транскриптома у быков-производителей, указывающие на связь между наличием специфических транскриптов, что имеют отношение к функциям клеток, и уровнем фертильности после искусственного осеменения.

На фертильность самок влияют многочисленные факторы. Установление лактации после родов приводит к подавлению лютеинизирующего гормона и последующему нормальному ановуляторному анэструсу (более выраженному при стимуляции вымени сосанием).

У подсосных и маломолочных коров за этим периодом следует возобновление гонадотропной активности и активности яичников и чаще всего цикл нормально восстанавливается. Однако у высокопродуктивных молочных коров нередко наблюдаются длительные периоды ановуляторного анэструса как следствие неадекватного гормонального баланса. Он вызывается катаболическим энергетическим балансом (низкие уровни ЛГ, инсулина и инсулиноподобного фактора роста в крови). Это приводит к нарушению развития фолликулов, смазанным признакам охоты, скачку уровня ЛГ и подавлению овуляции.

Более того, у высокопродуктивных коров во время отрицательного энергетического баланса наблюдаются задержка начала послеродовой активности яичников и снижение уровня прогестерона. Последнее вызвано недостатком лютеинизированной ткани яичников или более высокой скоростью метаболизма гормона из-за увеличения потребления корма.

Высокопродуктивные коровы с гормональным дисбалансом имеют более короткие половые циклы и выказывают меньше признаков охоты, чем необходимо, из-за неоптимального уровня эстрадиола.

Гормональный дисбаланс (уровни ЛГ, скорость метаболизма), а также генетические факторы связаны с возникновением кист в яичниках у коров с высокими надоями. При этом качество яйцеклеток, определяемое общим временем созревания в яичнике, что составляет около 3 месяцев, очень чувствительно к негативным воздействиям, таким как дефицит питательных веществ или чрезмерное их поступление.

Накопление в фолликулярной жидкости неэстрифицированных жирных кислот, получаемых из жировой ткани во время отрицательного энергетического баланса, ограничивает пролиферацию и здоровье клеток фолликула. Таким образом, ставит под угрозу развитие яйцеклеток.

Продление предовуляторной фазы, т.е. задержка овуляции, из-за низкого уровня прогестерона вызывает процессы старения яйцеклетки и снижает фертильность. оплодотворяемость, приводя к повторной охоте из-за неудачного оплодотворения.

После оплодотворения формируется эмбрион, который развивается в яйцеводе в течение первых 3-4 дней, прежде чем попасть в матку. Эмбриональный период длится до 42-го дня после оплодотворения и включает в себя ряд критических периодов.

Один из них — первые три недели развития (ранняя эмбриональная гибель), на долю которых приходится ~ 20% от общих потерь. С этого момента и до 42-го дня потери называются «поздней эмбриональной гибелью». До 25% случаев поздней эмбриональной смертности наблюдались у коров с высоким генетическим потенциалом, но в основном были связаны с надоями, а не с их генетическим статусом.

Некоторые из ранних потерь эмбрионов могут быть результатом нарушения функции цитоплазмы, которая ухудшает дальнейшее развитие оплодотворенной яйцеклетки. Цитокины способны отрицательно влиять на функцию матки и косвенно вызывать раннюю гибель эмбриона в связи с маститом на ранних сроках лактации.

Ранняя эмбриональная гибель также может быть результатом неоптимальной комбинации генов, возникшей во время оплодотворения. Генетический отбор на основе надоя дочерей также был связан с ранней гибелью эмбрионов из-за нарушения качества яйцеклеток, снижения концентрации прогестерона или и того, и другого.

Кроме того, пониженные уровни прогестерона и инсулиноподобных факторов роста могут индуцировать неоптимальное состояние эндометрия, неспособного поддерживать имплантацию и раннее развитие эмбриона.

Ранняя потеря приведет к новой охоте (в течение 17-24 дней после ИО), что даст матери новый шанс на зачатие с минимальными затратами времени. Однако могут быть и другие причины потери эмбрионов даже на более поздней стадии.

Телята, родившиеся мертвыми или умирающие в течение 24 часов, называются мертворожденными. Мертворождение обходится дорого не только из-за потери теленка, но и потому что это приводит к более высокому риску гинекологических заболеваний и преждевременной выбраковки.

Примечательно, что для вторых телят практически не существует различий ни в сложности отела, ни в мертворождении между породами. Только половина мертворождений связана с трудностями отела, что указывает на низкую жизнеспособность плода или теленка в качестве одной из причин.

Хотя это многофакторная проблема, генетический фактор все же имеет свое значение, о чем свидетельствует связь между более высокой долей генов голштинской породы и повышением показателей мертворождаемости, наблюдавшаяся уже к 1990-м годам.

Выживаемость телят также зависит от множества факторов, включая плацентарную недостаточность, длительные отелы, плохое или ненормальное поведение матери, плохую форму вымени и т.д. Хотя физиологическая причина снижения жизнеспособности плода или теленка неизвестна, плацентарная недостаточность связана с более низкими уровнями специфических для плаценты гормонов, измеренных в течение последних шести недель беременности у телок с мертворожденными телятами.

Еще предстоит определить, связана ли такая плацентарная недостаточность с генетикой, гормональным дисбалансом в производственных условиях, с материнским поведением или согласованным взаимодействием этих факторов.

Текущая ситуация с генетикой воспроизводства молочных коров не является тупиковой. Однако генетикам необходимо стремиться к более сбалансированному прогрессу в отношении надоя и здоровья коров. Это можно сделать двумя путями.

Однако генетический отбор — небыстрый процесс, в связи с чем могут потребоваться значительные временные затраты на фиксацию долгосрочного результата.

Очевидно, что для племенной и молочной промышленности крайне важно уделять больше внимания фертильности, здоровью и долголетию животных для улучшения ситуации в мире и оптимизации существующих пород.

Примечание

В тексте нашей статьи описание целей, задач, дизайна, результатов иностранных и российских исследований и выводов, сделанных их авторами, является кратким пересказом в нашей интерпретации, который не следует считать исчерпывающей и точной информацией об указанных исследованиях.

Если вас интересуют точная и полная информация об этих исследованиях, следует читать источники по ссылкам, приведенным выше.