Стимуляция и подавление воспроизводительных функций животных

Существует много способов повышения воспроизводительных функций животных. Это и ультрафиолетовое облучение самцов с плохой спермопродукцией, и добавление окситоцина к сперме для повышения оплодотворяемости и многоплодия, и лазерное облучение семенников производителей, увеличивающее спермопродукцию и качество спермы. Весьма успешно в качестве регулятора репродуктивных функций используется и ультразвук.

Ультразвуковое воздействие на семенники животных (по одному разу в день в течение четырех дней) также положительно влияет на их репродуктивные функции, если интенсивность ультразвука с частотой 0,88 МГц не превышает 0,1 Вт/см², а время воздействия — 2…3 мин. Такое воздействие на хряков-производителей на 3…5% повышает объем эякулятов и подвижность сперматозоидов, а использование этой спермы для искусственного осеменения приводит к заметному (около 15%) повышению оплодотворяемости свиней и на 20…25 % снижает внутриутробную смертность поросят. По живой массе новорожденные поросята, родившиеся у свиноматок, оплодотворенных спермой стимулированных ультразвуком производителей, не превосходят своих «обычных» собратьев, но быстрее набирают в весе и меньше болеют.

Действие ультразвука относительно низких интенсивностей (менее 1 Вт/см² в течение 5… 10 мин) стимулирует и функциональную активность яичников свиней. В них через месяц после стимуляции примерно в 1,5 раза возрастает число зрелых фолликулов, а яичники вдвое увеличиваются в весе и размерах. При осеменении в эти сроки на 25% увеличивается плодовитость самок, возрастает их молочная продуктивность. Поросята быстро набирают в весе и при отъеме их масса в среднем на 10% превышает массу поросят, родившихся у нестимулированных свиноматок и выкормленных ими.

Повышение интенсивности ультразвукового воздействия на семенники до 1…3 Вт/см² приводит к обратимому снижению объема эякулята и качества спермы, увеличению количества патологических форм сперматозоидов. Более высокие интенсивности ультразвука (4…5 Вт/см²) вызывают после трехкратного воздействия по 10 мин каждое (один раз в день) атрофию генеративной ткани и полное обеспложивание хряков. Воздействие ультразвуком в том же режиме, или даже при вдвое укороченной экспозиции, на половые железы месячных свинок через кожу в брюшной области, между последней и предпоследней парами сосков, приводит к полной атрофии яичников и стойкому бесплодию. Операция ультразвукового обеспложивания животных безболезненна, не сопряжена с нарушением целостности кожных покровов, не требует стерильных условий и высокой квалификации оператора.

Действие ультразвука с интенсивностью 4 Вт/см² и более на область матки беременных животных вызывает во всех случаях ее резкое сокращение, что приводит к прерыванию беременности. При этом общее состояние самки ухудшается незначительно и в дальнейшем не отражается на ее репродуктивной функции.

Используя ультразвук, можно существенно повысить эффективность криоконсервирования сперматозоидов, быстро и объективно оценивать качество спермы (см. § 2.4), а также воздействовать на сперму с целью направленного изменения ее свойств.

Возможно, существенную роль в активизации спермы играет способность ультразвука снижать антигенную специфичность клеток, в том числе сперматозоидов, которые для организма самки являются инородными и должны были бы уничтожаться и удаляться, если бы не многочисленные механизмы, способствующие продолжению рода.

Ультразвуковое воздействие (0,88 МГц; 0,05 Вт/см²) непосредственно на сперму уже само по себе положительно влияет на ее свойства, что выражается в повышении выживаемости сперматозоидов в среднем на 10% и увеличении их подвижности на 10…25%. Выживаемость и подвижность сперматозоидов возрастают под влиянием парааминобензойной кислоты (ИАБК) и ряда других физических и химических воздействий. Это свидетельствует о возможной неспецифической реакции на внешние воздействия неизвестной природы. Такие воздействия воспринимаются в виде сигнала о возможных изменениях во внешней среде, которые могут оказаться и неблагоприятными. В этих условиях повышение выживаемости и подвижности сперматозоидов дает дополнительный шанс для продолжения рода в неблагоприятных условиях.

О неспецифичности воздействия и его информационной природе свидетельствуют отсутствие зависимости величины эффекта от интенсивности воздействия (в пределах, определяемых, с одной стороны, чувствительностью системы, а с другой — возможностями ее репаративных и регуляторных механизмов), а также качественное сходство в реакции биологической системы на воздействия различной природы и одинаковый эффект при комбинированном воздействии разными факторами или каждым из них в отдельности (табл. 3.3).

Такое качественное единообразие ответа системы на неспецифические воздействия уменьшает необходимость изучения первичных механизмов взаимодействия того или иного фактора с биологическими объектами, и в частности со сперматозоидами, однако знание этих механизмов позволяет априорно оценить пределы, оставаясь в которых воздействие стимулирующего фактора не приведет к отрицательным последствиям.

Таблица 3.3

Влияние ультразвука (0,88 МГЦ; 0,05 Вт/см*; 30 с) и ПАБК (10 ³ М/л) на абсолютную выживаемость и подвижность сперматозоидов (в относительных единицах).

При воздействии на сперму ультразвук низкой интенсивности снижает несовместимость сперматозоида и женского организма и, более того, перемешивая среду и увеличивая проницаемость мембран, облегчает доставку кислорода и питательных веществ к сперматозоидам, что повышает их активность. Благодаря способности ультразвука ускорять химические реакции активизируется также капацитация — сложный процесс подготовки сперматозоида к слиянию с яйцеклеткой. Активация, обусловленная действием ультразвука низких интенсивностей на сперму (например, хряков), приводит в итоге к увеличению ее оплодотворяющей способности (табл. 3.4).

Эффект стимуляции и в этом случае неспецифичен. Качественно сходные изменения получены после добавления в сперму 0,1 мг/мл ПАБК, после комбинированного воздействия ультразвуком и ПАБК, а также после воздействия лазерным лучом или после добавления в сперму охитоцина.

Таблица 3.4

Результаты искусственного осеменения свиноматок спермой после обработки ультразвуком и добавления НАБК.