LIETUVOS SVEIKATOS MOKSLŲ UNIVERSITETAS
Audronė Rekešiūtė
MĖSINIŲ VEISLIŲ TELYČIŲ IR
KARVIŲ REPRODUKCINĖS VEIKLOS
PARAMETRAI BEI LYTINIO CIKLO
REGULIAVIMAS
Daktaro disertacija Žemės ūkio mokslai,
veterinarija (A 002)
Disertacija rengta 2015–2020 metais Lietuvos sveikatos mokslų universitete Veterinarijos akademijos Stambiųjų gyvūnų klinikoje.
Mokslinis vadovas
prof. habil. dr. Henrikas Žilinskas (Lietuvos sveikatos mokslų universi-tetas, žemės ūkio mokslai, veterinarija – A 002).
Disertacija ginama Lietuvos sveikatos mokslų universiteto Veterinarijos mokslo krypties taryboje:
Pirmininkas
dr. Giedrius Palubinskas (Lietuvos sveikatos mokslų universitetas, žemės ūkio mokslai, veterinarija – A 002).
Nariai:
dr. Violeta Razmaitė (Lietuvos sveikatos mokslų universitetas, žemės ūkio mokslai, veterinarija – A 002);
prof. dr. Rasa Ugenskienė (Lietuvos sveikatos mokslų universitetas, gam-tos mokslai, biologija – N 010);
prof. dr. Algimantas Paulauskas (Vytauto Didžiojo universitetas, gamtos mokslai, biologija – N 010);
prof. dr. Ülle Jaakma (Estijos gyvybės mokslų universitetas, žemės ūkio mokslai, veterinarija – A 002).
Disertacija ginama viešame Veterinarijos mokslo krypties tarybos posė-dyje 2020 m. rugpjūčio 28 d. 9 val. Lietuvos sveikatos mokslų universiteto Veterinarijos akademijos dr. S. Jankausko auditorijoje.
Disertacijos gynimo vietos adresas: Tilžės g. 18, LT-47181 Kaunas, Lietuva.
LITHUANIAN UNIVERSITY OF HEALTH SCIENCES
Audronė Rekešiūtė
PARAMETERS OF THE REPRODUCTIVE
ACTIVITY AND REGULATION
OF THE SEXUAL CYCLE
IN BEEF HEIFERS AND COWS
Doctoral Dissertation Agricultural Sciences, Veterinary (A 002)
Dissertation has been prepared at the Department of Large Animal Clinic of Veterinary Academy of Lithuanian University of Health Sciences during the period of 2015–2020.
Scientific Supervisor
Prof. Habil. Dr. Henrikas Žilinskas (Lithuanian University of Health Sciences, Agricultural Sciences, Veterinary – A 002).
Dissertation is defended at the Veterinary Research Council of the Lithuanian University of Health Sciences.
Chairperson
Dr. Giedrius Palubinskas (Lithuanian University of Health Sciences, Agricultural Sciences, Veterinary – A 002).
Members:
Dr. Violeta Razmaitė (Lithuanian University of Health Sciences, Agri-cultural Sciences, Veterinary – A 002);
Prof. Dr. Rasa Ugenskienė (Lithuanian University of Health Sciences, Natural Sciences, Biology – N 010);
Prof. Dr. Algimantas Paulauskas (Vytautas Magnus University, Natural Sciences, Biology – N 010);
Prof. Dr. Ülle Jaakma (Estonian University of Life Sciences, Agricultural Sciences, Veterinary – A 002).
Dissertation will be defended at the open session of the Veterinary Research Council of the Lithuanian University of Health Sciences on the 28th of August 2020 at 9 a. m. in the auditorium of the Dr. S. Jankauskas of Lithuanian University of Health Sciences.
TURINYS
SANTRUMPOS ... 7
ĮVADAS... 8
1. LITERATŪROS APŽVALGA ... 11
1.1. Telyčių ir karvių reprodukcijos procesų hormoninė reguliacija ... 11
1.1.1. Lytinio ciklo raida mėsinių karvių kiaušidėse ... 14
1.1.2. Mėsinių karvių rujos pasireiškimas ... 16
1.1.3. Ovuliacija ir liuteininė fazė ... 17
1.2. Mėsinių karvių reprodukcijos periodai ... 19
1.2.1. Telyčių lytinio subrendimo periodas ... 19
1.2.2. Karvių periodas po veršiavimosi ... 20
1.3. Mėsinių galvijų veislių reprodukciniai skirtumai ... 23
1.4. Karvių lytinio ciklo medikamentinė reguliacija ... 23
1.4.1. Veterinarinių hormonų pasirinkimas lytinio ciklo sinchronizacijai ... 24
1.4.2. Sinchronizacijos programų efektyvumas ir jų taikymas... 30
1.4.3. Progesterono koncentracijos dinamika sinchronizuoto lytinio ciklo metu ... 32
1.4.4. Mėsinių karvių sėklinimas ... 35
1.5. Reprodukcijos genetiniai požymiai ... 36
2. MOKSLINIO TYRIMO METODAI IR MEDŽIAGOS ... 41
2.1. Tyrimo atlikimo planas ... 41
2.1.1. Tyrimo objektas ir metodikos ... 42
2.1.2. Progesterono koncentracijos nustatymas ... 44
2.1.3. Lytinio ciklo sinchronizacija ... 45
2.1.4. Spermos mėginių tyrimai... 47
2.1.5. Genų polimorfizmų tyrimai ... 49
2.1.6. GNRHR geno sekoskaitos tyrimai ... 52
2.1.7. Tyrimo etapų duomenų analizė ... 54
2.1.8. Statistinė duomenų analizė ... 56
3. MOKSLINIO TYRIMO REZULTATAI ... 58
3.1. Kiaušidžių funkcinis aktyvumas...58
3.1.1. Telyčių ir karvių kiaušidžių morfometrija skirtingose progesterono koncentracijos grupėse... 58
3.1.2. Veislių ir progesterono lygio įtaka telyčių ir karvių kiaušidžių ir jų darinių morfometrijai ... 60
3.1.3. Postpartum periodo ir lytinio cikliškumo įtaka karvių kiaušidžių ir jų darinių morfometrijai ... 61
3.1.5. Karvių lytinio ciklo tyrimai ... 66
3.2. Medikamentinė lytinio ciklo sinchronizacija ... 68
3.2.1. Sinchronizacijos programų veiksmingumas, remiantis modeliais ... 72
3.2.2. Sinchronizacijų veiksmingumo pagal modelius morfometrinis įvertinimas periode iki sinchronizacijos pradžios ... 73
3.2.3. Sinchronizacijų veiksmingumas modeliuose PRID delta® naudojimo metu ... 74
3.2.4. Progesterono koncentracijos ir folikulų diametro pokytis prostaglandinų leidimo ir sėklinimo metu modelių grupėse sinchronizacijos programose ... 76
3.3. Spermos mėginių kokybės tyrimai ... 77
3.4. Genetiniai reprodukcijos žymenys ... 78
3.4.1. Dažnai pasitaikančių variantų GNRHR, LHCGR, PGR genuose analizė ir sąsajų su apvaisinimo veiksmingumu paieška ... 78
3.4.2. GNRHR geno reguliacinės ir koduojančios sekos variantų analizė ir sąsajų su veršingumo rodikliais paieška ... 82
4. REZULTATŲ APTARIMAS ... 83 IŠVADOS ... 94 REKOMENDACIJOS ... 95 SUMMARY ... 96 LITERATŪROS SĄRAŠAS ... 154 PASKELBTOS PUBLIKACIJOS ... 171
STRAIPSNIAI, KURIUOSE BUVO PASKELBTI DISERTACIJOS TYRIMŲ REZULTATAI ... 172
PRIEDAI/APPENDIX ... 184
CURRUCULUM VITAE ... 208
SANTRUMPOS
DS – dirbtinis sėklinimas;
anestrus – lytinio ciklo nebuvimas;
CL – geltonkūnis;
DF – dominuojantis folikulas; DK – dešinioji kiaušidė; E2 – estrogenas;
eCG (PMSG) – kumelių chorioninis gonadotropinas; ELISA – imunofermentinė analizė;
F – folikulas;
FSH – folikulus stimuliuojantis hormonas;
FSHR – folikulus stimuliuojančio hormono receptoriai;
DSFL – (angl. fixed-time artificial insemination) dirbtinis sėklinimas fiksuotu laiku;
GnRH – gonadotropinus atpalaiduojantis hormonas;
GNRHR – gonadotropinus atpalaiduojančio hormono receptoriai;
KK – kairioji kiaušidė;
LH – liuteinizuojantis hormonas;
LHCGR – liuteinizuojančio hormono / choriogonadotropino receptoriai;
NEB – neigiamas energijos balansas; PGF2α – prostaglandinas F2α;
PGR – progesterono receptoriai;
postpartum – periodas po apsiveršiavimo; prepubertal – periodas iki lytinio subrendimo;
P4 – progesteronas;
V/DS – veršingų karvių skaičius po sėklinimo; RSV – Reprodukcinės sistemos vertinimas;
DSNL – (angl. timed artificial insemination) dirbtinis sėklinimas numatytu laiku;
TV – (angl. international units (IU)) – tarptautiniai matavimo vienetai; VNP – (angl. single nucleotide polymorphism (SNP)) vieno nukleotido
ĮVADAS
Mėsinės galvijininkystės ūkio sukuriama pridėtinė vertė priklauso nuo rea-lizuojamos produkcijos arba veislinės medžiagos kiekio, tai tiesiogiai susiję su reprodukcijos veiksmingumu. Augintojo požiūriu, neretai geras bulius reproduktorius yra tas, kuris „gražiai atrodo“ ir veisimo sezonu (1–6 mėn. laikotarpiu) sukergia daugiau nei 95 proc. karvių grupės. Vizualaus įver-tinimo gal ir galėtų pakakti ūkiuose, kurie galvijus augina mėsos produkcijai, bet tik ne veislininkystės kryptį puoselėjantiems augintojams. Nes šiuo-laikinis, konkurencingas galvijininkystės ūkis turi galvoti pasauliniu mastu, o gaminama produkcija atitikti ne tik vidaus, bet ir eksporto rinkų poreikius. Todėl reprodukcija diktuoja poreikį dirbti tik su aukštos genetinės vertės medžiaga.
Naminių gyvulių reprodukcija yra kontroliuojama žmonių. Derinant ge-netinius ir negege-netinius faktorius nuolat kuriamos naujos technologijos, siekiant palengvinti darbą šioje srityje (1). Rektinė palpacija ilgą laiką buvo pagrindinis galvijų reprodukcijos organų tyrimas ir tik pradėjus taikyti ultragarsinį tyrimą atsirado galimybė vertinti ne tik reprodukcijos organus, bet ir įvairaus dydžio kiaušidžių struktūras (2). Dirbtinio sėklinimo techno-logija mėsinių galvijų bandose pradėta taikyti visai neseniai, atsiradus rujos ir ovuliacijos sinchronizacijos programoms, o jų naudojimas kartu įgalino reprodukcinį darbą didelėse, ekstensyviai valdomose mėsinių galvijų bandose (3, 4). Sutrumpėję veisimo ir veršiavimosi sezonai (karvės, tapusios veršin-gomis po sinchronizacijos, veršiuojasi anksčiau), naujos genetikos nau-dojimas, eliminuojama kraujomaišos pasitaikymo tikimybė, atjunkomi ver-šeliai būna vyresni ir didesnio svorio bei kt. yra pagrindiniai biotechnologijų taikymo privalumai (5, 6).
Reprodukcijos veiksmingumas yra daugiakomponentis požymis, labiau-siai veikiamas gyvulio sveikatingumo, visavertiško šėrimo ir genetikos (7). Reprodukcijos funkcijas inicijuoja, koordinuoja ir reguliuoja endokrininė bei nervų sistemos, ir kiekviena atlieka specifinį vaidmenį, o jų sąveika yra svarbi vienai po kitos paskui vykstančių reakcijų (8). Priklausomai nuo hormonų svyravimų lytinio ciklo metu, organizme taip pat vyksta cikliški pokyčiai (2). Daugiau kaip 30 metų progesteronas (P4) naudojamas galvijų reprodukcinės sistemos funkcinio aktyvumo vertinimui, taip pat rujos tikslumui ir veršin-gumui nustatyti (9). Skirtingais karvės reprodukciniais tarpsniais progeste-rono koncentracija būna įvairi. Funkcionalaus geltonkūnio buvimą patvirtina ≥ 1 ng/ml progesterono koncentracija, o < 1 ng/ml – geltonkūnio nenustatoma (dažniausiai) ir (arba) karvė neturi lytinio cikliškumo (10, 11). Karvei lytinio
produktyvų periodą (8, 12). Skirtingais periodais repodukcinėms funkcijoms užtikrinti reikalinga skirtinga progesterono koncentracija: aukšta proges-terono koncentracija sinchronizacijos programos pradžioje sumažina dvigu-bos ovuliacijos tikimybę ir užtikrina vaisą, o padidėjusi progesterono kon-centracija sėklinimo metu gali drastiškai sumažinti veršingumo rezultatus. Taip pat, po sėklinimo didėjanti progesterono koncentracija yra svarbi emb-riono vystymuisi ir augimui bei tolimesnio veršingumo palaikymo užtikri-nimui (13).
Fiziologiniai reprodukcijos skirtumai tarp pieninių ir mėsinių karvių pa-sireiškia ankstyvuoju periodu po veršiavimosi. Pvz., pieninėms ir mėsinėms karvėms pirmasis dominuojantis folikulas (DF) po apsiveršiavimo nustato-mas 4–40 paromis, tačiau tolimesnis DF vystynustato-masis būna labai skirtingas atitinkamai pieninės vs mėsinės: 75 proc. vs 10–20 proc. ovuliuoja, 20 proc.
vs 10 proc. formuoja cistas ir 5 proc. vs 70–80 proc. įvyksta atrezija (14).
Pieninių ir mėsinių karvių fiziologiniai reprodukciniai skirtumai turi įtakos ir sinchronizacijos programų rezultatams (15).
Reprodukcijos genetinis gerinimas, taikant tradicines veisimo priemones, yra lėtas dėl mažo reprodukcijos požymių paveldimumo (1–10 proc.) (7, 16), binominės gyvulių prigimties (trumpas veisimo sezonas) ir vėlyvo požymių pasireiškimo (17, 18). Genetinė selekcija tampa alternatyvia reprodukcijos valdymo priemone (19, 20). Nustatyta nemažai genų, koduojančių pieninių karvių pagrindinius reprodukcijos požymius. Mokslininkai mano, kad ateityje dalis jų, galėtų būti įtraukiami į galvijų selekcijos / veisimo programas (21). Kaip pavyzdys, kiaušidžių folikulų skaičiaus genetiniai žymenys yra poten-cialūs telyčios, kaip būsimos karvės, produktyvumo rodikliai (22); priešo-vuliacinio folikulo požymis yra liuteinizuojančio hormono / choriogonadot-ropino receptorių (LHCGR) atsiradimas granuliozinėse ląstelėse (23), o dominuojančio folikulo atsakas į LH priklauso nuo LHCGR (24). Įvertinus genus, veikiančius įvairius reprodukcijos požymius, bei jų atsaką į stresorius (temperatūrą, šėrimą, sinchronizaciją), galėtų būti gerinamas produkcijos gavimo efektyvumas, bandos valdymo ir veisimo technologijos (22).
Tyrimo tikslas
Įvertinti skirtingų mėsinių veislių telyčių ir karvių kiaušidžių, jų funkcinių darinių, progesterono koncentracijos ir lytinio ciklo sinchronizacijos poky-čius įvairiuose reprodukcijos perioduose.
Tyrimo uždaviniai:
1. Ištirti ir palyginti skirtingų mėsinių veislių telyčių lytinio ciklo ypatumus vertinant kiaušidžių, jų funkcinių darinių ir progesterono pokyčius. 2. Ištirti ir palyginti skirtingų mėsinių veislių karvių lytinio ciklo ypatumus
periode po apsiveršiavimo vertinant kiaušidžių, jų funkcinių darinių ir progesterono pokyčius.
3. Ištirti ir įvertinti skirtingų mėsinių veislių telyčių ir karvių medikamentinės lytinio ciklo sinchronizacijos programų veiksmingumą, vertinant kiauši-džių folikulo ir geltonkūnio bei progesterono pokyčius.
4. Įvertinti genų, koduojančių reprodukcijos procesuose dalyvaujančius baltymus, variantus, analizę ir galimas jų sąsajas su reprodukcijos veiks-mingumu.
Mokslinio tyrimo naujumas ir praktinė reikšmė
Mūsų atliktas darbas įvertino naujausių sinchronizacijos technologijų (presinchronizacijos, sinchronizacijos ir sėklinimo numatytu laiku) su Lie-tuvoje registruotais veterinariniais vaistais poveikį skirtingoms mėsinių veis-lių telyčių ir karvių grupėms. Praktikinė mūsų darbo dalis ir rezultatai suteikia prielaidas taikyti ir adaptuoti šias technologines priemones šalies sąlygomis siekiant optimalių mėsinių veislių telyčių ir karvių reprodukcijos rezultatų.
Mokslinio naujumo prasme atlikta ir palyginta sinchronizuoto ir nesinch-ronizuoto lytinio ciklo kiaušidžių ir jų darinių morfometrija bei progesterono koncentracijos pokyčiai skirtingų mėsinių veislių telyčių ir karvių grupėse. Taip pat skirtingose sinchronizacijos programose įvertinti įvairūs progeste-roniniai ir kiaušidžių struktūrų modelių lygmenys, turintys įtakos veršin-gumui.
Vertinant galimą genetikos reikšmę ir įtaką atskirų mėsinių veislių telyčių ir karvių ovuliacijos ir apvaisinimo lygmeniui atlikta genų, koduojančių lytinių hormonų sintezėje dalyvaujančių fermentų (GNRHR, LHCGR, PGR) polimorfizmų analizė ir GNRHR sekoskaita, siekiant nustatyti specifines genų variacijas.
Esant didelei genetinei įvairovei mėsinių galvijų populiacijoje tiek veislės viduje, tiek tarp veislių, stebimi veislėms būdingi skirtumai vertinant svar-biausius reprodukcijos požymius. Todėl mūsų atlikti tyrimai leidžia efek-tyviau išnaudoti mėsinių galvijų reprodukciją siekiant padidinti apvaisinimo lygį.
1. LITERATŪROS APŽVALGA
1.1. Telyčių ir karvių reprodukcijos procesų hormoninė reguliacija Reprodukcinių procesų reguliacija apima daugelio išorės ir vidaus veiks-nių integraciją (25). Endokrininė ir nervų sistemos kartu inicijuoja, koor-dinuoja ir reguliuoja reprodukcinės sistemos funkcijas. Skirtingai nuo nervų sistemos, kuri kontroliuoja funkcijas greitais elektriniais nerviniais impulsais, endokrininė sistema naudoja cheminius pernešėjus arba hormonus, regu-liuojančius lėtus organizmo procesus (augimą, reprodukciją). Nemažai hormonų yra tiesiogiai ir netiesiogiai įtraukti į įvairius reprodukcijos procesus (8, 26).
Hormonų išskyrimo seka prasideda nuo pagumburio gonadotropinus at-palaiduojančio hormono (GnRH). Pagumburys atsaku į estrogenų koncent-raciją sintetina arba atsaku į progestagenų – nustoja sintetinti GnRH (27). GnRH yra dekapeptidas, kuris yra sinchroniškai ir pulsiškai išskiriamas iš neuronų, esančių vidurinėje bazalinės pagumburio šerdies dalyje (8, 28). GnRH funkcija yra stimuliuoti priekinę hipofizės dalį sintetinti ir toniškai bei bangomis išskirti folikulus stimuliuojantį (FSH) ir liuteinizuojantį (LH) hormonus (12, 27, 29).
FSH ir LH yra glikoproteininiai polipeptidiniai hormonai, kurių kiekvienas sudarytas iš dviejų skirtingų alfa ir beta subvienetų. Tiek FSH, tiek LH alfa subvienetai yra vienodi įvairioms gyvūnų rūšims, o kiekvieno hormono biologinių ir imunologinių savybių specifiškumas priklauso nuo unikalių beta subvienetų.
FSH yra išskiriamas iš priekinės hipofizės dalies bazofilinių ląstelių (8). Tiek FSH, tiek LH būdingas poveikis pasireiškia veikiant per G baltymu susietus receptorius (30). Patelėms FSH stimuliuoja kiaušidžių folikulų augi-mą ir subrendiaugi-mą, tiesiogiai veikdamas granuliozinių ląstelių receptorius, skatindamas folikulų steroidogenezę ir LH gamybą (8). FSH pagrindinis po-veikis tenka mažiems folikulams. Jis yra saugomas trumpą laiką citoplazmos sekrecinėse granulėse, apie 50 proc. pagaminto FSH yra sekretuojama kiekvieną lytinio ciklo parą, o LH yra saugomas ilgiau (31, 32). LH veikia paskutinę dominuojančio folikulo stadiją ir šio hormono banga įgalina ovuliacijos procesą (32). Susintetintas LH suriša theca ląsteles ir stimuliuoja steroidogenezę. LH biologinio veikimo laikas yra 30 min. (8). FSH ir LH sisteminės kraujo apytakos nunešami į kiaušides, kur jie inicijuoja seriją morfologinių įvykių – folikulogenezę, ovuliaciją, liuteinizaciją (12, 27, 29).
Kiaušidėse, antinksčių žievėje ir placentoje sintetinami steroidiniai hor-monai (33–36). Pagrindiniai steroidai, dalyvaujantys reprodukcijos regulia-cijoje, yra estrogenai (E2) ir progestinai (P4) (8). Visi steroidiniai hormonai yra kilę iš cholesterolio, jie nėra tirpūs plazmoje ir kituose kūno skysčiuose bei turi bendrą sintezės modelį (33, 37). Pagrindinis liuteininių ląstelių cholesterolio šaltinis atrajotojams yra cirkuliuojantys lipoproteinai ir ypač didelio tankio lipoproteinai (angl. HDL) (13). Dėl lipofilinės prigimties steroidiniai hormonai negali būti sandėliuojami kraujagyslėse, todėl kai reikia yra sintezuojami iš pirminių ląstelių. Po pirminių ląstelių stimuliacijos steroidinių hormonų pirmtakai yra paverčiami aktyviais hormonais ir padidėjus jų ląstelinei koncentracijai difunduoja iš ląstelės (33).
Kai steroidiniai hormonai patenka į kraują per endogeninę sekreciją ar naudojami egzogeniškai, jie iškart sąveikauja su plazmos steroidus surišan-čiais baltymais (38). Progesteronas kraujyje daugiausia cirkuliuoja komplek-se su kortikosteroidus sujungiančiu globulinu, lytinius hormonus surišančiais globulinais ir albuminais, ir tik apie 2–10 proc. cirkuliuoja kaip laisvas hormonas (39–41). Steroidams susijungus su baltymais, padidinamas jų pusinės eliminacijos periodas bei užtikrinamas pasiskirstymas. Steroidai gali veikti greitai – prisijungdami prie ląstelių paviršiaus receptorių, arba lėtai – prisijungdami prie citoplazminių ar nukleinių receptorių, aktyvuojančių genų transkripciją (33).
Estrogenai sintetinami ir išskiriami, kai kiaušidėse didžiausias folikulas pasiekia 8–9 mm diametrą (42). Augant ir bręstant folikului generuojama vis daugiau estrogeno, tai skatina išskirti didesnį kiekį LH, kuris sekretuojamas tuo pačiu metu, kai stebima stovėjimo ruja (8, 43, 44). Mažo folikulo ovuliacija turi įtakos serumo estradiolio koncentracijai (45). Estrogenai, ypač estradiolis-17β, yra pirmasis signalas pagumburiui pradėti rują žemos pro-gesterono koncentracijos fone (43, 46, 47). Teigiamas grįžtamasis E2 ryšys GnRH sekrecijai pasireiškia folikulinės fazės metu, padidėjus estradiolio koncentracijai (32). Padidėjus GnRH sekrecijai sukeliamas LH sekrecijos padidėjimas bei ovuliaciją sukelianti LH banga (43). Neigiamas grįžtamojo E2 ryšio poveikis pasireiškia tuo, jog pastovus kiekis estradiolio neigiamai veikia FSH produkciją, vyksta folikulinės bangos atrezija ir atidedama naujos folikulinės bangos pradžia (32).
Progesteronas yra pagrindinis progestininis steroidas (48), svarbus hipo-fizės ir kiaušidžių tarpusavio ryšiui (34), būtinas lytinio cikliškumo kompo-nentas (11), atsakingas už embriono ir liuteininio mechanizmo vystymąsi bei veršingumo išlaikymą (43, 49). Progesteronas yra svarbus koordinuojant antralinio folikulo augimą ir oocito kokybę (50). Slenkstinė progesterono koncentracija (ankstyvojoje liuteininėje fazėje) gali slopinti rujos
pasireiš-sekrecijos intensyvumą bei ovuliaciją (32, 51). Progesteronas neturi įtakos GnRH receptorių kiekiui hipofizėje, o neigiamas progesterono koncentracijos poveikis pirmiausia pasireiškia pagumburyje (50).
Progesteronas ir 17-hidroksi-progesteronas yra svarbiausi karvių pro-gestinai. Lytinio ciklo metu progesterono sintezė ir koncentracija yra skir-tinga: pirmojoje lytinio ciklo pusėje mažą kiekį progesterono gamina kiau-šidžių ir antinksčių žievės, o antrojoje – daugiausia progesterono gamina geltonkūnis (33). Progesterono gamybos reguliavimas liuteininėse ląstelėse labiau susijęs su cholesterolio transportavimu ląstelėse nei dėl steroidinių enzimų aktyvumo. Endogeninio progesterono gamybos greitis ir cirkuliuo-jančio progesterono kiekis plazmoje labai skiriasi bei priklauso nuo rūšies, lyties, amžiaus ir fiziologinės būklės. Fiziologinė galvijų progesterono koncentracija plazmoje lytinio ciklo metu yra 0,2–8 ng/ml, o veršingumo metu 8–12 ng/ml (52). Cirkuliuojančio progesterono koncentracija žemiausia folikulinėje fazėje (1 ng/ml arba 3,2 nmol/l), o didžiausia (10–20 ng/ml arba 32–64 nmol/l) liuteininėje fazėje. Progesterono koncentracijos padidėjimas ar sumažėjimas yra analogiškas kiaušidžių folikulų ir geltonkūnio aktyvumui (39–41, 53, 54).
Cirkuliuojančio progesterono koncentraciją lemia balansas tarp progeste-rono sintezės (pirmiausia iš geltonkūnio) ir progesteprogeste-rono metabolizmo kepenyse. Liuteininio audinio tūris ir didžiųjų liuteininių ląstelių skaičius bei veikimas yra pirminiai faktoriai, lemiantys progesterono produkciją. Metabolizmo greitis yra labai svarbus vertinant progesterono koncentraciją, ypač pieninių karvių (13). Didžioji dalis progestinų kepenyse metaboli-zuojama į pregnanediolį ir pregnenoloną (48). Metabolitai konjuguojami ir išskiriami su sulfatais ir gliukoronidais. Biologinis pusinės eliminacijos laikas yra 25–34,8–55,1 val.; karvėms į veną sušvirkštus radio-aktyvaus pro-gesterono 50 proc. dozės išsiskiriama su tulžimi / išmatomis per 24–48 val. ir tik 3 proc. su šlapimu (48, 52).
Progesteronas yra stabilus sąveikoje su oru, bet jautrus šviesos poveikiui (48). Laipsniškas progesterono koncentracijos mažėjimas galvijų plazmos ar serumo mėginiuose susijęs su laikotarpiu nuo mėginio paėmimo iki serumo atskyrimo. Temperatūra taip pat svarbi darydama įtaką raudonųjų kraujo kūnelių progesterono metabolizavimo rodikliams, o mėginių užšaldymas sustabdo progesterono koncentracijos mažėjimą (55). Vertinant funkcinio liuteininio audinio buvimą tikslesnė progesterono koncentracija nustatoma kraujo plazmoje nei piene (56). Tikroji progesterono koncentracija piene priklauso nuo riebalų kiekio, nes progesterono koncentracija riebaluose yra 50–100 kartų didesnė nei vandeninėje viso pieno fazėje (57). Nustatyta, jog gyvulius šeriant organinėmis druskomis (karboninės rūgštys), siekiant pa-didinti serumo lipidus, plazmoje padidėja progesterono koncentracija (58).
1.1.1. Lytinio ciklo raida mėsinių karvių kiaušidėse
Kiaušialąstės vystymasis vadinamas lytiniu ciklu ir karvėms vidutiniškai trunka 21 (18–26) parą, o telyčioms – 20 parų (12, 47). Karvės ir telyčios, turinčios normalaus ilgio ir intervalų lytinį ciklą, yra vadinamos cikliškomis. Lytinis ciklas atspindi kiaušidžių funkcinį aktyvumą (46). Priklausomai nuo lytinio ciklo metu dominuojančios struktūros, išskiriamos liuteininė (trunka 14–18 parų arba 1–17 lytinio ciklo paros) ir folikulinė (trunka 4–6 paras arba 18–21 lytinio ciklo paros) fazės.
Folikulo raidą užtikrina folikulo išorinių (theca) ir vidinių bei kiaušialąstę (granulosa) supančių ląstelių vystymasis (8). Folikulai vystosi folikulinėmis bangomis, kurios pasireiškia kas 7–8–10 parų (1.1.1.1 pav.) (59, 60). Folikulinė banga apima augimo, statinę ir regresijos stadijas (61). Lytinio ciklo metu galvijams dažniausiai būdingos 2 arba 3 folikulinės bangos, kurios, priklausomai nuo jų skaičiaus, skirstomos į priešovuliacinę, anovu-liacinę arba ovuanovu-liacinę (62–64). Galvijams folikulų augimas lytinio ciklo ir
pastpartum anestrus periodais pasireiškia skirtingai (60).
1.1.1.1 pav. Kiaušidžių struktūrų vystymasis lytinio ciklo metu (adaptuota
pagal Stroebech’ą ir kt. (65))
Folikulinė banga atsiranda 5,8 ± 5,5 val. po LH bangos, augimo fazėje susitelkus mažų folikulų kohortai (59, 62). Kiekviena nauja folikulinė banga
pasiekę 4–5 mm diametrą dar kelias paras būna bendroje augimo fazėje (42, 46, 60, 62, 64). Folikulo granuliozinėse ląstelėse folikulus stimuliuojančio hormono receptoriai (FSHR) lokalizuojasi trečią folikulinės bangos parą ir ląstelės reaguodamas į sumažėjusį cirkuliuojantį FSH proliferuoja ir folikulas auga nuo 4,0 iki 8,5 mm (43, 46, 60). Dvi skirtingos FSH bangos (preo-vuliacinė ir perio(preo-vuliacinė) yra pirmos bangos komponentai (62).
Folikulo deviacija prasideda bendrosios augimo fazės pabaigoje. Deviacija apibrėžiama kaip dviejų didžiausių folikulų pokytis, pasiekus 8,03 ± 0,2 mm ir 7,8 ± 0,2 mm diametro dydį, 61 ± 3,7 val. po folikulinės bangos pradžios, arba 2,5 ± 0,2 paros po nustatyto 4 mm diametro folikulo (42, 59, 60, 62, 64, 66). Deviacija įvyksta per 8 val., jos metu stebima padidėjusi sisteminio LH koncentracija (59). Deviacijos pradžioje didžiausias folikulas tampa dominuojančiu (DF) ir prasideda funkcinis dominavimas bei tolimesnis DF augimas, o likę tos pačios folikulinės bangos folikulai regresuoja (60, 62, 64). Folikulai, mažesni nei 7 mm, nesugeba vystyti folikulo struktūros ir bio-cheminių pokyčių reikalingų tapti DF.
DF atrinkimas vyksta mažėjant FSH koncentracijai (DF palaiko žemiausią FSH koncentraciją) ir priklausomai nuo LH sekrecijos būdo – tampa ovu-liacinis arba atrezinis (60, 67). Paskutiniuose DF atrinkimo etapuose priklausomybė nuo FSH pasikeičia į LH ir folikulas auga. Užsitęsusi LH sekrecija gali sukelti DF užsilaikymą (46, 60). Priklausomybės pasikeitimas yra skatinamas liuteinizuojančio hormono receptorių (LHCGR) atsiradimo granuliozinėse ląstelėse, o receptorių skaičiaus padidėjimas stebimas 2–4 fo-likulinės bangos paras. Skirtingais folikulo vystymosi etapais sveikame folikule LHCGR yra randama theca ir granuliozinėse ląstelėse (46).
Dviejų didžiausių folikulų steroidogenezė 5, 8 ir 12 lytinio ciklo paromis skiriasi. Didžiausio folikulo sienelėje aromatazės aktyvumas yra didžiausias pirmas 8 lytinio ciklo paras ir sumažėja 12 lytinio ciklo parą. Folikulo dina-miką keičia NEB ir laktacija. Priešovuliaciniu periodu pas postpartum laktuojančias ir nelaktuojačias karves didelių folikulų skaičius ir estradiolio koncentracija skiriasi. Kai gyvuliai šeriami pašariniais riebalais, siekiant sumažinti NEB, taip pat stimuliuojamas ir folikulo augimas (67). DF nuo antralinio folikulo skiriasi padidėjusiu pajėgumu gaminti estradiolį, taip pat žema intrafolikuline į insuliną panašaus augimo faktorių surišančių baltymų-2, -4 ir -5 (IGFBP) ir folistatino koncentracija bei padidėjusia intrafolikuline laisvo insulininio augimo faktoriaus (IGF-1) koncentracija (60). Domi-nuojantis anovuliacinės bangos folikulas auga linijiškai nuo 1,8 ± 0,1 mm per parą iki 15,8 ± 0,5 mm diametro, išsilaiko statiškas apie 6 paras ir vėliau linijiškai regresuoja (−1,0 ± 0,1 mm per parą). Dominuojantis ovuliacinės bangos folikulas auga lėčiau (1,2 ± 0,1 mm per parą) nei dominuojantis anovuliacinės (68).
Aukštos progesterono koncentracijos veikimo trukmė į ovuliacinį folikulą yra skirtinga 2 ir 3 folikulinių bangų lytiniame cikle (63). Pirma folikulinė banga vyksta esant mažai progesterono koncentracijai, o antroji atsiranda liuteininės fazės viduryje, kai cirkuliuojančio progesterono koncentracija yra padidėjusi (62). Ovuliacinės bangos atsiradimo metu progesterono koncent-racija yra nuolatos padidėjusi ir dominuojantis folikulas auga aukštoje pro-gesterono koncentracijoje, maždaug 6 paras 2 bangų lytiniame cikle, bet tik 3 paras 3 bangų cikle (63).
1.1.2. Mėsinių karvių rujos pasireiškimas
Karvių lytinis ciklas prasideda ruja. Ruja – lytinio aktyvumo periodas, sukeliamas eilės hormoninių pokyčių. Ruja vyksta folikulinės fazės metu ir trukmė yra labai varijuojantis parametras. Estrogeno sekrecijos pikas gali tęstis nuo 6 iki 24 val. Ovuliacija įvyksta 24–32 valandos nuo rujos pradžios (32, 47). Ruja yra lydima įvairaus intensyvumo pirminių ir antrinių požymių pasireiškimu.
Stovėjimo refleksas yra pirminis ir vienintelis tikrosios rujos ženklas bei trunka apie 15 valandų (6–24 val.). Stovėjimo ruja gyvuliui ateina palaipsniui, pradžioje vis labiau ryškėjant antriniams rujos požymiams (69, 70). Nustatyta, jog mėsinėms karvėms, laikomoms uždarose patalpose, vidutinė stovėjimo rujos trukmė yra trumpesnė nei 8,5 val. (46). Telyčioms stovėjimo rujos trukmė varijuoja nuo 12 iki 14 valandų (46). Svyravimas labiausiai priklauso nuo aktyvios grupės dydžio ir tvarto grindų dangos (71). Nustatyta, jog maksimalus stovėjimo rujos aktyvumas karvei pasireiškia, kai kartu grupėje rujoja keturios arba daugiau karvių (15).
Antriniai požymiai atsiranda dėl padidėjusios estrogenų koncentracijos rujos parą ir gali reikšti jog ruja artėja, jau prasidėjo arba jau praėjo. Antirnių rujos požymių yra gerokai daugiau ir jie yra įvairesni: nutrynimo požymiai, gleivės, gyvulys išskirtinai šlapias, sušilęs / prakaituotas, patinusi vulva, smakro ilsinimas, mūkimas ir padažnėjęs šlapinimasis, išskyros su krauju, grupavimasis / atsiskyrimas. Rujos patvirtinimui nereikėtų vadovautis vien tik pavienių antrinių rujos požymių buvimu (69).
Rujos pradžia gali būti laikoma, kai pastebimi 3 užšokimai 4 valandų laikotarpiu(kriterijus), o kiekvienas užšokimas trunka 2 ir daugiau sekundžių. Kai kriterijai įvykdyti, pirmąjį užšokimą, trijų užšokimų sekoje, laikome rujos pradžia (47, 72). Pasireiškus stovėjimo rujai, nustatyta, jog vidutinė įsiterpiančių pertraukų trukmė yra 2,6 val. 67 proc. mėsinių telyčių (46, 47). Karvės kurios yra lytinio ciklo viduryje (5–16 lytinio ciklo paros) mažiausiai tikėtina, jog šokinės ant rujojančių karvių (71). Su metais rujai būdingų
ruja daugiau nei 55 proc. karvių pasireiškia laiku nuo 18 val. iki 06 val. (70). Ovuliacija be rujai būdingų požymių dar vadinama tyli ir peripubertal telyčiomis nustatoma iki 7 proc.
1.1.2.1 lentelė. Friesian’ų (1976 m.) ir Holšteinų (1998 m.) veislių karvių
rujos požymiai
Požymiai 1976 m. 1998 m.
Šokinėjimų skaičius ant karvės, vnt. 56,3 ± 34,8 8,5 ± 6,6 Rujos trukmė, val. 14,9 ± 4,7 7,1 ± 5,4 Rujos požymių pasireiškimo laikas Daugiau naktį Nėra duomenų
Dažnai karvės nerujoja dėl nepakankamo LH kiekio, kai folikului nepavyksta galutinai subręsti ir ovuliuoti (50, 74–76). Rujos nebuvimas pas jaunas karves siejamas su mitybiniu deficitu ir padidėjusiu energijos poreikiu. Nepakankamas ir nevisavertis šėrimas slopina rujos pasireiškimą, sumažin-damas estrogenų alfa receptorių kiekį smegenyse (77, 78).
1.1.3. Ovuliacija ir liuteininė fazė
Veikiant FSH ir LH paskutinėmis lytinio ciklo paromis (3–4 paras) augantis folikulas bręsta, gamina ir išskiria didėjantį estradiolio kiekį. Pasiekus slenkstinę estradiolio koncentraciją, sukeliami glaudžiai susiję įvy-kiai – rujai būdingas elgesys ir hipofizės LH hormonų banga (69). Tik esant bazinei serumo progesterono koncentracijai ir LH pulsiškai išsiskiriant 2–3 paras kas 40–70 min., įvyksta dominuojančio folikulo ovuliacija (46). Ovuliacija yra sukeliama didelio LH kiekio, kitaip dar vadinamos priešo-vuliacinės LH bangos. Tuo atveju, kai priešopriešo-vuliacinės LH bangos nėra, pirmos folikulinės bangos dominuojantis folikulas dažniausiai būna atrezinis (24). Stresoriai, didinantys kortizolio koncentraciją kraujyje, gali atitolinti arba blokuoti priešovuliacinę LH bangą ir turėti įtakos rujos pasireiškimui, nekeisdami estradiolio-17β koncentracijos proestrus periodu (46, 47).
Ovuliacija 64 proc. karvių pasireiškia tarp 28–33 val., telyčioms – tarp 16,4–46,4 val. nuo rujos pradžios. Dažniausiai mėsinių karvių ovuliacija įvyksta 31 val., o mėsinėms telyčioms 27,4 val. po stovėjimo rujos pradžios (43, 70, 71, 79). Atlikto bandymo metu nustatyta, jog karvėms, turinčioms panašaus dydžio folikulą ir sukėlus ovuliaciją, geresni rezultatai gauti grupėje, kurioje GnRH buvo suleistas 2,25 paros (71 proc.) nei 1,25 paros po PGF2α (10 proc.) (3).
Po ovuliacijos prasideda lytinio ciklo liuteininė fazė. Ankstyvuoju liutei-ninės fazės metu stebimas mažos amplitudės ir didelis LH pulsų dažnumas
(20–30 pulsų per 24 val.). Liuteininės fazės viduryje LH pulsiškumas yra didelės amplitudės ir mažo dažnumo (6–8 pulsai per 24 val.), o folikulinės fazės metu – didėjant dažnumui suformuojama LH banga (32). Progesteronas, dominuojantis liuteininės fazės metu, per neigiamą grįžtamąjį ryšį užtikrina didesnės amplitudės, bet mažesnio dažnio LH pulsų sekreciją, kurios nepa-kanka DF ovuliacijai (46). Buvusios ovuliacijos vietoje, veikiant LH, vyksta liuteinizacija ir daugėja graniuliozinių ląstelių, kurios infiltruoja likusią ovuliavusio folikulo ertmę ir formuojasi geltonkūnis (29). LH ne tik indu-kuoja ovuliaciją, bet ir sukelia folikulinių ląstelių diferenciaciją į liuteinines ląsteles (43).
Atrajotojams geltonkūnio vystymasis prasideda pirmą savaitę po ovulia-cijos ir seka morfologiniais bei biocheminiais pokyčiais theca interna ir granuliozinėse preovuliacinio folikulo ląstelėse. Geltonkūnį sudaro krauja-gyslių endotelinės ląstelės, didžiosios ir mažosios steroidogeninės liuteininės ląstelės, lygiųjų raumenų ląstelės, pericitai, fibroblastai ir imuninės ląstelės. Dalis liuteininių ląstelių yra kilusios iš graniuliozinių, kita dalis – iš theca
interna. Liuteininės fazės pradžioje abiejų tipų ląstelės produkuoja
proges-teroną, o fazės pabaigoje progesteroną gamina tik mažosios ląstelės. Taip pat didžiosios liuteininės ląstelės gali sintetinti ir oksitociną (32, 33, 80). Nu-statytas IGF-1 stimuliacinis poveikis geltonkūnio augimui ir steroidogenezei, o tiesioginis poveikis pasireiškia per receptorius, nes galvijų geltonkūnis turi daugiau augimo hormono receptorių mRNR ir hormono receptoriaus baltymų nei kiti reprodukciniai audiniai (81).
Geltonkūnio struktūros vystymasis apima kelis periodus: augimo, inten-syvaus augimo ir liuteolizės (32, 82, 83). Lytinio ciklo 0 parą nustatoma maža progesterono koncentracija dėl neaktyvaus geltonkūnio, koncentracija pradeda didėti nuo 3 paros, funkcionalus geltonkūnis kiaušidės stromoje nustatomas 10 parą, o progesterono koncentracija maksimumą pasiekia 12– 18 paromis bei ima mažėti nuo 17–19 parų (84–87).
Kiaušidėje gali būti nustatomas ne vienas geltonkūnis su centriška arba acentriška ertme, kurių gali būti ne viena. Kartais geltonkūnio ertmėje, pri-pildytoje skysčių, nustatomas echogeniškas fibrinas (2). Pirmosiomis 10 lytinio ciklo parų 30–50 proc. visų geltonkūnių išsivysto ertmė, 10–15 lytinio ciklo parą dauguma geltonkūnių ertmės netenka. Ertmė būna pakeičiama kito echogeninio audinio (2).
Funkcionalaus geltonkūnio buvimą galima nustatyti pagal progesterono koncentraciją kraujo serume ar plazmoje (> 1 ng/ml) (53, 88). Karvės, esan-čios proestrus, estrus ir metestrus fazėse, paprastai turės mažą arba nematomą geltonkūnį bei žemą progesterono koncentraciją (< 1 ng/ml) (50).
Liuteininės fazės metu folikulo išskiriamas estrogenas sukelia oksitocino receptorių atsiradimą gimdoje (53, 88). Didžiosios liuteininės ląstelės pra-deda sintetinti oksitociną, kuris prisitvirtina prie gimdos receptorių, veik-damas gimdą gaminti ir išskirti prostaglandinus, kurie sukelia liuteolizę (32). Geltonkūnio regresiją sukelia apoptotinė liuteininių ląstelių mirtis (29).
1.2. Mėsinių karvių reprodukcijos periodai 1.2.1. Telyčių lytinio subrendimo periodas
Lytinio brendimo (peripuberal) periodu reprodukcijos organams yra būdingas augimas (89). Dviejų mėnesių amžiaus telyčių kiaušidėse nusta-tomas pirmųjų folikulinių bangų atsiradimas, o 2–5 mėn. amžiaus – trum-palaikis LH sekrecijos padidėjimas. Visavertis visų pagumburio ir hipofizės bei kiaušidžių ašies komponentų išsivystymas stebimas 5–6 mėn. amžiaus (90). Telyčių peripubertal laikotarpiu vykstantys endokrininiai ir morfo-loginiai pokyčiai iš dalies yra panašūs į subrendusių karvių postpartum periodą: sumažėja neigiamas estradiolio poveikis, sintetinama pakankamai estradiolio rujos ir priešovuliacinės gonadotropinų bangos sukėlimui, subręs-ta pagumburys, padažnėja LH pulsų išskyrimas, suintensyvėja kiaušidžių folikulų vystymasis (91).
Dažnai telyčių periodas iki lytinio subrendimo vadinamas telyčių anestrus
(peripubretal) ir yra pasekmė tarpusavyje sąveikaujančių genetikos ir šėrimo
(prieš ir po nujunkymo) (91, 92). Telyčių lytiniam subrendimui taip pat turi įtakos kūno svoris, veislė, buliaus buvimas, aplinka, sezoniškumas (66, 78). Patelė lytinį subrendimą pasiekia, kai įvyksta pirmoji ruja, lydima ovu-liacijos, ir dažniausiai tai būna 6–18 mėn. amžiaus, o tarp skirtingų mėsinių galvijų veislių lytinio subrendimo rodikliai įvairuoja (1.2.1.1 lentelė) (8, 12, 29, 47, 89, 91, 93).
Pirmas telyčių lytinis ciklas būna 7,7 ± 2 paromis trumpesnis ir pirmasis geltonkūnis lytiniame cikle išbūna trumpiau bei būna mažesnis (9). Apie 22 proc. 1 metų ir apie 13 proc. 2 metų amžiaus telyčių ruja būna anovuliacinė (66). Mėsinės karvės fiziologinę brandą pasiekia 4 metų amžiaus, todėl pačios produktyviausios būna 4–10 metų (78). Veisimo sezono pradžioje telyčių bandą sudaro įvairaus lytinio subrendimo gyvuliai ir retas augintojas žino tokių gyvulių reprodukcinį statusą (96). Skirtingų tyrimų duomenimis, apie 35–88 proc. telyčių yra lytiškai nesubrendusios prieš pirmąjį veisimą (78, 96). Be to, kad pasiekia lytiniam subrendimui būdingą amžių, telyčios taip pat turi pasiekti 60–65 proc. suaugusios karvės svorio (93), kad pirmojo veršiavimosi metu svertų 85 proc. suaugusio gyvulio kūno svorio (66).
1.2.1.1 lentelė. Karvių lytinio subrendimo rodikliai, priklausomai nuo veislės
(91, 94, 95)
Veislė subrendimo metu, Amžius lytinio mėn.
Svoris lytinio subrendimo metu,
kg
Holšteinas (Frisian’ai) USA tipo 12–13 265–289 Holšteinas (Frisian’ai) Australietiško tipo 8–12 200–230
Džersiai 8–10 160–180 Šarolė 12–13 320–355 Aberdynų Angusai 13–14 300–310 Herefordai 14–15 300–310 Simentalai 11–12 320–330 Zebu 17–27 330–350 Limuzinai 13–16 310–330
Siekiant įvertinti telyčių reprodukcinės sistemos visavertiškumą yra atlie-kamas metodinis vertinimas – Reprodukcijos sistemos vertinimas (RSV) (96). Šio vertinimo esmė yra nustatyti telyčių fiziologinį pasirengimą re-produkciniam panaudojimui. Vertinimas yra vienkartinio poreikio procedūra, atliekamas prepubertal periodu, 4–6 savaitės iki numatomos vesimo sezono pradžios. Ultragarsinio tyrimo metu yra vertinamas telyčių gimdos ir kiaušidžių išsivystymas bei tonusas, diferencijuojami funkciniai dariniai, at-liekama morfometrija, pagal kurią skiriami balai nuo 1 iki 5: 1 balas – nesu-brendusios, acikliškos telyčios; 2 balai – nesubrendusios telyčios; 3 balai – reprodukcijos organai išsivystę, nustatomas tonusas ir folikulai; 4 balai – cikliškos telyčios, nustatomas reprodukcijos organų tonusas ir būdingas dydis bei didesni nei 10 mm diametro folikulai; 5 balai – visos charakteristikos, būdingos 4 balams, ir dar nustatomas geltonkūnis (96, 97).
1.2.2. Karvių periodas po veršiavimosi
Veršingumo metu, folikulų augimas vyksta pirmus du trimestrus, kas 7– 10 parų, reguliariais intervalais. Vėlyvuoju veršingumo periodu stiprus nei-giamas progestagenų (CL ir placenta) ir estrogenų (placenta) poveikis supresiškai veikia FSH koncentracijos padidėjimą, taip pat nutraukia (ne visada) folikulinių bangų vystymąsi paskutinėmis 20–25 veršingumo paromis (46). Veršingumo metu placentinis progesterono kiekis padidėja 10–30 kartų, palyginti su liuteininės fazės piko metu (35). Veršingoms karvėms gelton-kūnio gaminamo progesterono kiekis apie 42–56 veršingumo parą (40 proc.)
ima mažėti ir iki 200 paros mažėja, paskui pakyla iki panašaus kiekio kaip 28 parą. Apie 250 veršingumo parą pradeda mažėti (34).
Po veršiavimosi (postpartum) karvėms nebūna lytinio ciklo (anestrus), nesintetinama progesterono ir nėra kiaušidžių funkcinio aktyvumo (98). Karvėms reikia apie 60–90 parų (pirmaveršėms šis periodas ilgesnis) naujo, normalaus lytinio ciklo pradėjimui, bet dėl įvairių priežasčių ir patologinių būklių šis periodas gali trukti ir ilgiau (74).
Gimdos involiucija yra struktūrinė ir funkcinė gimdos regresija bei pa-grindinė priežastis, neleidžianti įvykti apvaisinimui ankstyvuoju postpartum periodu. Prasidėjus gimdos involiucijai, taip pat atsinaujina ir folikulinės bangos (75). Be komplikacijų involiucija vidutiniškai trunka 20–40 parų (75, 99), apie 23 paras pirmaveršėms ir apie 27 karvėms (2).
Dėl funkcinio CL nebuvimo postpartum laikotarpiu labai sumažėja cirkuliuojančio progesterono kiekis, o dėl placentos membranų pašalinimo sumažėja ir estradiolio-17β koncentracija (75). Progesteronas yra būtinas komponentas pirmos rujos po apsiveršiavimo pasireiškimui (11). Ilgėjant
postpartum periodui, estradiolio-17β nebuvimo poveikis mažėja. Hipofizės
receptoriai estradiolio-17β jautrumui pradeda atsistatyti 15–30 postpartum parą (75).
Po apsiveršiavimo karvės iš veršingumo pabaigoje buvusių nereguliarių, periodiškų folikulinių bangų pereina į reguliarias, nuolatines, kurios pra-sideda 3–5–10 parą po veršiavimosi ir vyksta kas 7–10 parų (11, 46). FSH koncentracija atsistato apie 4 postpartum parą (75), o vidutinio dydžio folikulai pradedami stebėti 5–7 parą. Dominuojantys folikulai nustatomi 7– 15–21 paromis, tačiau daugumai šių folikulų nepavyksta ovuliuoti (66, 75). LH pulsų nebuvimas ankstyvuoju postpartum periodu yra dėl priekinės hipofizės dalies LH atsargų išeikvojimo, o veršelio žindymas turi įtakos ir GnRH sekrecijos nebuvimui. LH impulsų nepakankamumas atsiranda dėl užsitęsusio neigiamo estradiolio-17β poveikio į pagumburį.
Besivystant folikului, nuo 9 postpartum paros, kraujyje ima didėti estra-diolio koncentracija, o dėl DF augimo ir regresijos estraestra-diolio koncentracijai būdingi svyravimai (75). Mėsinėms karvėms postpartum periodu ovuliacinio folikulo diametras svyruoja nuo < 11 iki > 16 mm (100). Paskutinė folikulo vystymosi stadija priklauso nuo epizodinės LH sekrecijos, o epizodinio išskyrimo slopinimas siejamas su anovuliacija (101). Anovuliacinis domi-nuojantis folikulas gali ovuliuoti atsaku į egzogeninius gonadotropinus. Vis dėlto žindenių pagumburio–hipofizės ašis yra ypač jautri neigiamam kiau-šidžių estradiolio-17β grįžtamojo ryšio poveikiui, tai nutolina LH pulsų at-sinaujinimą ir ovuliacinio cikliškumo sugrįžimą (75).
Paprastai pirmoji ovuliacija po apsiveršiavimo būna „tyli“ daugiau nei 70 proc. mėsinių ir pieninių karvių (75, 79, 99). Dažniausiai pirmoji
ovuliacija postpartum periodu įvyksta priešingoje kiaušidėje nei buvęs veršingumas ir laikoma neveršingo gimdos rago ankstyvąja involiuciją (75). Po pirmosios postpartum ovuliacijos randamas pilnai funkcionuojantis gel-tonkūnis, tačiau gimda gamina ir metabolizuoja didesnius kiekius prosta-glandinų nei normalu (dėl gimdos involiucijos). Jei po ovuliacijos įvyksta kiaušialąstės apvaisinimas, geltonkūnio regresija įvyks anksčiau, nei patelės organizmas atpažįsta veršingumą (99).
Laktuojančioms pieninėms karvėms vidutiniškai intervalas nuo veršiavi-mosi iki pirmos ovuliacijos trunka 4–5 savaites (46, 50) arba 25–45 paras, o mėsinėms – 30–130 parų (46, 79). Pirmas lytinis ciklas paprastai 20– 30 proc. karvių būna trumpesnis (12–15 parų) nei normalus (74, 75). Apie 70–80 proc. mėsinių karvių būdingas trumpalaikis (2–8 paros) progesterono koncentracijos padidėjimas prieš pirmą ciklą (74, 79). Progesterono koncent-racijos padidėjimas prieš pirmąją rują „pripildo reprodukcijos sistemą“ (74). Apie 30–40 proc. mėsinių karvių 60 parą po veršiavimosi būna postpartum
anestrus – lytinio ciklo ir cikliškumo (acikliškumas) nebuvimas (75).
Acikliškumo intervalui įtakos turi žindymas, šėrimas, sezonas, amžius ir kt. Nerujojimas po apsiveršiavimo yra pereinamasis laikotarpis, per kurį funkcinė pagumburio–hipofizės–kiaušidžių–gimdos ašis atsistato (75, 102). Dėl energijos trūkumo sumažėja LH pulsų išskyrimo dažnumas, tai turi nei-giamos įtakos folikulų brendimui ir ovuliacijai (77).
Pirmaveršėms postpartum anestrus vidutiniškai trunka 86 ± 0,7, o vyres-nėms – 68 ± 0,3 paras (78), o ir LH pulsų dažnumas pirmaveršėms yra retesnis (75). Laipsniškas cikliškumo atsinaujinimas stebimas nuo 9 proc. (30
post-partum para) iki 70 proc. 81–90 parų po veršiavimosi, bet labai sumažėja 90
parą po veršiavimosi (78).
Progesteronas yra rodiklis vertinant galvijų lytinio ciklo visavertiškumą ir geltonkūnio funkcinį statusą ar identifikuojant įvairias kiaušidžių būkles (tyli ruja, anestrus, trumpas lytinis ciklas, folikulinės cistos, užsilaikęs geltonkūnis ir t. t.) (14, 57). Folikulinės cistos mėsinėms karvėms nustatomas retai, bet ovuliacija be rujos pasireiškia dažnai (66).
Remiantis progesterono koncentracija piene, taip pat apibrėžiamos įvairios kiaušidžių būklės: dvi aukštos (> 5 ng/ml) ir viena žema (< 5 ng/ml) progesterono koncentracijos, nustatomos viena paskui kitą, yra normalaus karvių cikliškumo požymis. Jei piene progesterono koncentracija buvo žema tris kartus iš eilės – folikulinės cistos požymis, o jei buvo didelė tris kartus iš eilės – persistuojančio geltonkūnio požymis (103).
1.3. Mėsinių galvijų veislių reprodukciniai skirtumai
Pasaulyje yra daugiau nei 250 mėsinių galvijų veislių. Vien tik Jungtinėse Amerikos Valstijose yra daugiau nei 60 veislių ir tik mažiau nei 20 sudaro didžiąją naudojamos genetikos dalį (104). Lietuvoje skaičiuojama 19 mėsinių galvijų veislių, iš kurių 47 119 yra grynaveisliai ir 198 080 mišrūnai, o po-puliariausios veislės yra Limuzinai, Angusai, Šarolė ir Simentalai.
Pagal pagrindinių veislių kilmės regioną yra skirstomos angliškos ir europietiškos veislės, kartais išskiriant amerikietiškas. Angliškoms priski-riamos Angusų, Herefordų ir Šorthornų veislės, o, palyginti su europietiš-komis, suaugusiųjų, dydis būna mažesnis, lytiškai subręsta anksčiau, turi mažesnį augimo potencialą, lenkia vaisingumo ir veršiavimosi parametrais. Europietiškos veislės yra Šarolė, Limuzinai, Simentalai, Chiano, Salersai. Suaugę gyvuliai yra didesni, vėliau bręsta (104). Bos taurus ir europietiškos veislės lytiškai subręsta anksčiau nei Bos indicus ir amerikietiškos (81, 104). Veislė daro įtaką augimo rodikliams, reprodukciniam efektyvumui, moti-ninėms savybėms ir galutinio produkto specifikacijai (104).
Cushman’as ir kolegos (22) teigia, jog postpartum periodo trukmei įtakos turi gyvulio veislė. Manoma, jog vėliau bręstančių veislių karvės turi ilgesnį periodą po veršiavimosi, o periodo po apsiveršiavimo trukmė yra įvardijama kaip paveldimas požymis (0,12–0,38) (22). Morfometrinių požymių skirtu-mus tarp veislių nustatė ir Rhodes’as su kolegomis (105) bei teigia, jog didesnis kiaušidžių svoris nustatytas Herefordų veislės karvėms nei Brah-manų, o didesnė kiaušidžių svorio tendencija nustatyta vasarą nei žiemą abiejų veislių telyčioms. Taip pat manoma, jog lytinio subrendimo metu vyresnės telyčios turi ilgesnį postpartum periodą, kai tampa karvėmis (22). Be to, buvo nustatyta, jog Šarolė veislės karvėms lytinio subrendimo amžius genetiškai teigiamai koreliavo su periodo po apsiveršiavimo trukme, tai kelia mintį, jog bendri genai lemia lytinio subrendimo metu inicijuojamą lytinį ciklą ir lytinio ciklo atsinaujinimą po apsiveršiavimo (22).
1.4. Karvių lytinio ciklo medikamentinė reguliacija
Veisimo sezono pradžioje bandą sudaro tiek cikliškos, tiek anestrinės karvės. Mėsinėms karvėms dažniausiai pasitaikančios anestrus formos yra dėl laktacijos ir šėrimo. Anestrinių karvių dalis yra didesnė ir labiau kintanti mėsinių karvių (30–70 proc.) grupėje, nei pieninių (25 proc.), todėl efektyvi sinchronizacija turėtų veikti abiejų grupių karves (79). Sinchronizacijos tikslas, naudojant veterinarinius hormoninius preparatus, grupės gyvuliams sukelti rują arba ovuliaciją. Įvairių hormonų kombinacijos dar vadinamos sinchronizacijos programomis.
Rujos sinchronizacijos programose reikia nustatyti rują (106). Galimi du rujos sinchronizacijos programų variantai: 1) po preparatų panaudojimo ruja stebima 3–7 parų periodu ir nustačius rują gyvuliai sėklinami, arba 2) po preparatų panaudojimo ruja stebima 3–4 parų periodu ir nustačius rują gy-vuliai sėklinami, o gygy-vuliai, kuriems ruja nebuvo nustatyta, sėklinami pro-tokole numatytu laiku (DSNL) (107). DSNL programų efektyvumas gali siekti 80–85 proc. veršingų gyvulių (50). Ovuliacijos sinchronizacijos prog-ramų metu (DSFL), sinchronizuojama ovuliacija (108, 109), tad rujos nusta-tinėti nereikia (110). Paprastai efektyvumas siekia 40–50 proc. veršingų karvių (111).
Sinchronizacijos programų pasirinkimas yra didelis. Tradiciškai efekty-viausios GnRH ir PGF2α preparatų kombinacijos sąsajoje su sinchroni-zuojamais lytinio ciklo įvykiais įgavo pavadinimus: Ov-synch, Co-synch, Pre-synch, Select-sync ir kt. Atsiradus sintetiniams progesterono prepara-tams, jų naudojimas buvo įtrauktas į programas – Ov-synch + progestagenai, Co-synch + progestagenai ir kt. 1.4.1.1 lentelėje pateikti skirtingų DSNL sinchronizacijos programų veiksmingumas (111).
1.4.1.1 lentelė. DSNL sinchronizacijos programų veiksmingumas
Sinchronizacijos programa Sėklinimo laikas, val. Vid. veršingumas, proc.
EASI-BREED (CIDR) protokolas 48–54 51–66 PRID-protokolas 72–80 59 MGA-PG sistema Rujos nustatymas 50–70
MGA-select 72–80 55–65
2x PG protokolas 72–80 56 Planinis veisimas Rujos nustatymas 56 Modifikuotas planinis veisimas 72–80 56 Ov-synch Rujos nustatymas 30–40
Heat-synch 72–80 35–51
Pre-synch 10–20 50
Select-synch 72–80 45–50
Co-synch 48–46 40–50
1.4.1. Veterinarinių hormonų pasirinkimas lytinio ciklo sinchronizacijai
Nustačius, jog prostaglandinai veikia kaip liuteolitinis agentas, atsirado nemažai sintetinių analogų (60). Natūralūs PGF2α yra trometamino druskų
pavidalo, sintetiniai analogai – kloprostenoliai (35). Naudojami liuteolizi-niam ir (ar) oksitociniliuteolizi-niam poveikiui sukelti, rujos kontrolei sinchronizacijos metu, gydyti esant geltonkūnio cistai, lėtiniam metritui ar piometrai, siekiant sukelti abortą ar veršiavimąsi. Prostaglandinai absorbuojasi per odą ir sukelia bronchų spazmus (112).
Patekęs į organizmą, dinoprostas trometamolis greitai virsta dinoprostu, kurio išsiskyrimo iš kraujo plazmos pusinės eliminacijos laikas yra kelios minutės. Dinoprostas nesikaupia galvijų organizme, jo liekanų neaptinkama kraujyje, net leidus vaistą kelias paras iš eilės. Didžiausia dinoprosto fizio-loginė koncentracija audiniuose aptinkama injekcijos vietoje, praėjus 24– 48 val. (35, 112).
Prostaglandinai stimuliuoja kiaušidės susitraukimus ir aktyvuoja theca fibroblastus proliferuoti bei proteolitinius enzimus virškinti folikulo sieną ir pamatines ląsteles (lamina) (8), tai sukelia ovuliaciją (14). Liuteininės ląstelės plazminėje membranoje turi prostaglandinų receptorius, todėl, dėl vazokons-triktinio aktyvumo, PGF2α mažina liuteininę kraujo tėkmę ir progesterono sekreciją (66). Galvijų lytinis cikliškumas užtikrinamas dėl prostaglandinų veikimo (32, 47).
Prostaglandinų injekcija sukelia staigią susiformavusio geltonkūnio regresiją ir progesterono koncentracijos sumažėjimą iki bazinės per 24 val., dėl to padidėja LH pulsų dažnumas ir DF išskiriamo estradiolio kiekis bei sinchronizuojama ir folikulinės fazės pradžia (14, 35, 60, 112). Vienos dozės (25 mg dinoprosto) pakanka liuteoliziniam poveikiui sukelti, o 7 parų protokoluose padidinus kloprostenolio koncentraciją nuo 500 iki 750 µg, geltonkūnio regresija padidėjo daugiaveršėms karvėms, bet ne pirmaveršėms (43). Karvės, kurių geltonkūnio diametras buvo 14 mm arba mažesnis 24 val. po sėklinimo (DSNL programos), arba progesterono koncentracija buvo žemesnė nei 1 ng/ml sėklinimo metu metu, buvo laikomos sureagavusios į PGF2α (113). Nepaisant greitos liuteolizės, periodas iki rujos pasireiškimo yra labai įvairus ir priklauso nuo folikulinės bangos stadijos gyvulio gydymo metu. Gyvuliai su DF rujoja po 2–3 parų, o esantiems predominantinėje fazėje reikia 2–4 parų DF susidaryti (14, 60, 114).
Tiek telyčioms, tiek karvėms suleidus prostaglandinus vėlyvosios liutei-ninės fazės metu nustatytas didesnis rujos atsakas ir geresni veršingumo rezultatai nei gydytiems ankstyvosios ar vidurio fazės metu (60). Suleidus PGF2α karvėms, turinčioms funkciškai subrendusį geltonkūnį, per 7 paras ruja pasireiškė 85–95 proc. gyvulių, kur 3–5 paromis rujoja 70–90 proc. gyvulių. Prostaglandinų naudojimas lytinio ciklo viduryje (8–11 paromis) arba liuteininės fazės metu (12–15 paromis) turėjo įtakos, jog vidutinis intervalas iki rujos atitinkamai buvo 70 ir 62 val. (115). Karvės, gydytos PGF2α tarprujo
(diestrus) fazėje, surujoja ir ovuliacija įvyko per 2–4 paras po gydymo (35, 112).
Prostaglandinai yra efektyvūs naudojant cikliškiems gyvuliams. PGF2α naudojant vieną kartą, reikalingas liuteininio audinio buvimo patvirtinimas, o naudojant du kartus – CL identifikacija nereikalinga (14, 114). Įvairūs bandymai rodo, jog geresnis telyčių veršingumas gaunamas leidžiant PGF2α du kartus su 6 val. intervalu (63,6 proc.), nei leidžiant vieną kartą (54,9 proc.) ar dvigubą dozę (51,9 proc.) sistemos išėmimo metu (116). Įvairiose programose prostaglandinai dažniausiai leidžiami 24–48 val. iki arba pro-gesterono pašalinimo metu (114).
Presinchronizacijai PGF2α ar GnRH naudojami siekiant pagerinti karvių V/DS (117). Taip pat presinchronizacijos taikymas yra veiksmingas acikliš-koms karvėms (118). Kadangi PGF2α yra veiksmingas 5–17 lytinio ciklo paras, iki 40 proc. atsitiktinės grupės gyvulių į injekciją nereaguos. Du kartus paeiliui, su 9–13 parų intervalu, suleidus preparatą, sukeliamas didesnis atsakas, nes antros injekcijos metu visi gyvuliai turi jautrų CL (119).
Gonadotropinus atpalaiduojančio hormono sintetinių analogų yra sukurta nemažai ir veikliosios medžiagos paprastai būna: buserelinas, gonadorelinas (diacetatas), lecirelino acetatas, glikozilintas arklių gonadotropinas / arklių chorioninis gonadotropinas / kumelingų kumelių kraujo serumo gonado-tropinas (PMSG/eCG/KKKSG) ir kt.
GnRH analogai naudojami siekiant sukelti ar sėklinimo metu fiksuoti ovuliaciją, apvaisinimui gerinti, folikulinės bangos ir geltonkūnio formavi-muisi pradėti, gydomuoju tikslu esant acikliškoms kiaušidėms ar nustačius folikulinę cistą (35, 114). Išskirtinės agonistų savybės, palyginti su natūraliai išskiriamu GnRH, yra tai, jog agonistai turi didesnį afinitetą (trauką) GnRH receptoriams ir ilgesnį pusinės eliminacijos laiką. Šios agonistų savybės iš esmės sumažina gydymui reikalingos dozės kiekį. Trūkstant pulsiškai išskiriamų LH ir FSH, jų kiekis palaikomas tol, kol kraujyje iki ribinės koncentracijos cirkuliuoja GnRH agonistai (28).
KKKSG veikimas paremtas jo sudėtyje esančių dviejų hormonų aktyvi-nimu: FSH užtikrina 2–6 mm diametro folikulų augimą bei yra atsakingas už antinksčių fermento aromatazės veikimą, kuris konvertuoja androstenedioną ir estroną į estrogeną, o LH palaiko 6–8 mm diametro folikulų augimą ir užtikrina maksimalią didžiausio folikulo androgenų produkciją. Stiprus analogo molekulės glikozilinimas (N- ir O-glikozilinimas) turi įtakos ilgam (34–150 val.) pusinės eliminacijos laikui, todėl vienos injekcijos užtenka stimuliuoti folikulų augimą visos folikulinės fazės metu (2–5 paras). Di-džiausia gonadotropino koncentracija karvėms susidarė po 16 val. Švirkštus galvijams į raumenis biologinis prieinamumas buvo didesnis (72 proc.) nei į
veną (120, 121). Skirtingas dozės kiekis pasižymi skirtingu poveikiu: ne-didelės dozės sinchronizuoja rują (300–800 TV), šiek tiek didesnės dozės – nežymiai skatina ovuliaciją ir didina vaisingumą, o didelės dozės – sukelia superovuliaciją (1 500–3 000 TV) (120). Remiantis airiškomis preparato naudojimo sąlygomis, mėsinėms karvėms 30–70 parų po veršiavimosi, P4 sistemos išėmimo metu, yra rekomenduojama 400 eCG dozė (14). Didelės dozės padidina dvynių riziką. KKKSG yra natūralus hormonas, neveikiantis per os, o dėl didelės glikoproteinų molekulinės masės neprasiskverbia per odą (114, 120).
Sušvirkštus karvėms buserelino acetato, didžiausia koncentracija kraujyje susidaro per 1 val. Didesnės dozės nei rekomenduotinos neskatina didesnės LH ir FSH sekrecijos. Praėjus 6 val. po injekcijos, kraujo plazmoje nusta-tomas įprastas buserelino kiekis. Dėl fermentinio skaidymo (endopeptidazės) greitai inaktyvinamas pagumburyje, hipofizėje, kepenyse ir inkstuose. Visi metabolitai yra smulkūs ir neaktyvūs peptidai (120).
Suleidus GnRH po 2–4–7 val. inicijuojama LH banga, didžiausias LH pikas pasiekiamas per 100 min. ir dominuojančio folikulo ovuliacija įvyksta 24–36 valandos po injekcijos (66, 121). Sinchronizacijų metu gali būti nau-dojamos 1–2 injekcijos: pirma – siekiant inicijuoti naujos folikulinės bangos pradžią (114), antra – ovuliacijos sinchronizacijai (121).
Naudojant GnRH po DF deviacijos, nauja folikulinė banga atsiranda po 1,6 ± 0,3 paros. Kai GnRH naudojamas prieš DF deviaciją, jokios įtakos esančios folikulinės bangos progresavimui nenustatyta ir DF susiformuoja po 3,6 ± 0,05 parų (60). Po gydymo GnRH stebima 3–5 parų folikulinės bangos asinchronija (122).
Gyvulio organizmo atsakas į gydymą gonadotropinais išlieka labai įvairus ir yra kintantis tarp individų. Kintamumą labiausiai lemia genetika, amžius, veislė, grupės lygiavertiškumas, kiaušidžių statusas preparatų naudojimo metu ir kt. (24). Suleidus GnRH atsitiktinę lytinio ciklo parą ovuliavo 64–75 proc. pieninių ir mėsinių karvių, ir 48–60 proc. mėsinių ir pieninių telyčių (123). Kai GnRH naudojamas metestrus periodu (1–3 lytinio ciklo paros), DF neovuliuoja ir prasideda atrezija tuo pačiu laiku, kai programoje leidžiamas PGF2α (124). Karvėms, kurios GnRH naudojimo metu buvo 15–17 lytinio ciklo paroje, ruja pasireiškė 11 ± 19 val. iki PGF2α injekcijos, o telyčioms – 12 val. iki ir 72 val. po PGF2α injekcijos. Naudojant eCG intravaginalinės progesteroną išskiriančios sistemos išėmimo metu, mėsinių karvių sinchro-nizacijos efektyvumas labiau pagerinamas mažesnio įmitimo (< 2) karvėms, kurios veršiavosi < 55 paros iki sėklinimo (114) bei yra anestrinės gydymo pradžioje. Dėl ilgo pusinės eliminacijos laiko dažniausiai naudojamas rujos sinchronizacijos programų pabaigoje (125).
Sintetiniai progesterono analogai vadinami progestagenais, progestinais (35). Veterinarinės paskirties progesteronas yra oralinės (melengestrolio ace-tatas MGA), implantų (Crestar) arba intravaginalinės (PRID delta, CIDR) formų.
Sintetinių progesterono analogų funkcija yra imituoti geltonkūnio išski-riamo progesterono veikimą ir liuteininę fazę bei slopinti GnRH išskyrimą (114), dėl to slopinamas rujos bei ovuliacijos pasireiškimas (51). Naudojami cikliškų karvių rujos sinchronizacijai ir necikliškų – rujos sukėlimui (126). Progestinų naudojimas gali sukelti lytinį subrendimą telyčioms, padidinda-mas LH sekreciją ir pagreitindapadidinda-mas peripubertal estradiolio neigiamo grįžtamojo ryšio poveikio sumažėjimą LH sekrecijai (59). Negalima naudoti pirmąsias 35–45 paras po veršiavimosi.
Intravaginalinių progesteroną išskiriančių sistemų paviršiaus plotas ir forma bei jo sąlytis su makšties siena užtikrina pakankamą kontaktą ir veik-liosios medžiagos absorbciją (127). Visos intravaginalinės sistemos yra sve-timkūniai ir gali sukelti vietinę reakciją, kuri išnyksta praėjus trims paroms po intravaginalinės sistemos pašalinimo (128).
Makštyje progesteronas greitai absorbuojamas ir kraujyje greitai jungiasi su kortikosteroidus surišančiu globulinu ir albuminais. Dėl lipofilinių savybių progesteronas kaupiasi riebaliniame audinyje bei audiniuose ir organuose, kur yra progesterono receptorių. Pagrindinė progesterono apykaita vyksta kepe-nyse. Progesteronas daugiausia išsiskiria su išmatomis, kiek mažiau – su šlapimu (51).
Ląstelės taikiniai paprastai būna patelės reprodukcijos sistema, pieno liauka, pagumburys ir hipofizė. Susijungęs su receptoriais, progestinas slo-pina GnRH išskyrimo dažnumą ir nulemia priešovuliacinę LH bangą (48). Progesteronas slopina LH pulsų dažnumą ir padidina LH pulsų amplitudę (10). Naudojant progestinus padidėja sisteminė ir intrafolikulinė estradiolio koncentracija, suintensyvėja folikulų augimas (78). Progesterono koncentra-cija 15 min. po įdėjimo didėja ir stabilizuojasi po 90 min. (50). Subliuteininės fazės metu progesterono koncentracija padidėja nuo 0,5 iki 2 ng/ml (108). Progesterono koncentracija 24 val. po sistemos įdėjimo pakyla iki liuteininės fazės koncentracijos ir siekia 5–8 ng/ml (129). Pieninėms karvėms lytinio ciklo, LH bangos ir ovuliacijos blokavimui užtenka 0,5–0,7 ng/ml proges-terono koncentracijos (50). Išėmus sistemą per 1 val. progesproges-terono kiekis stipriai sumažėja, o po 24 val. nustatoma 0,5 ng/ml koncentracija (51, 129). 1.4.1.1 ir 1.4.1.2 paveiksluose pavaizduota progesterono koncentracijos po-kytis 4 val. laikotarpiu folikulinės ir liuteininės fazės metu įdėjus intra-vaginalinę progesteroną išskiriančią sistemą (129). Progesterono koncent-racija siekiama padidinti „sukuriant“ papildomą geltonkūnį arba įterpiant
1.4.1.1 pav. Progesterono koncentracijos kitimas folikulinės fazės metu
naudojant progesteroną išskiriančią sistemą
1.4.1.2 pav. Progesterono koncentracijos kitimas liuteininės fazės metu
naudojant progesteroną išskiriančią sistemą
Intravaginalinė progesteroną išskirianti sistema, priklausomai nuo taiko-mos progrataiko-mos, gali būti naudojama 5–9 paras, nepakenkiant vaisingumui (108, 114). Mėsinių veislių telyčioms, intravaginalinę progesterono sistemą naudojant 6 ir 3 paras, įtakos vaisingumui nenustatyta (108). PRID naudojant 7 paras ir PGF2α suleidžiant išėmimo metu, naujai besivystantis domi-nuojantis folikulas būna 5 parų amžiaus. Taip pat atidėjus 12–24 val. pro-gesteroną išskiriančios sistemos išėmimą ir paskui sėklinimo metu naudojant GnRH sinchronizuojama ovuliacija (122).
Išėmus sistemą, per 6 val. progesterono koncentracija kraujyje sumažėja staiga (130). PRID naudojimo pabaigoje nustačius daugiau kaip 3 ng/ml progesterono koncentraciją serume, intervalas nuo išėmimo iki rujos buvo 70 ± 30 val. ir labiau varijuojantis, nei nustačius apie 1 ng/ml, nes dalis gyvulių rujoja programos metu, o kita dalis – 24 val. po PRID išėmimo (vidutiniškai 30 ± 7 val.). Gyvuliams, kuriems nustatyta progesterono kon-centracija gydymo pabaigoje buvo nuo 1 iki 3 ng/ml, ruja buvo sinchronizuota ir pasireiškė 48 ± 16 val. po sistemos išėmimo (129). Karvėms, rują nustačius 30–40 val. po PRID išėmimo, LH pikas buvo nustatytas tarp 35–40 val., todėl suleidus 100 µg GnRH po 28–30 val. nuo sistemos išėmimo, indukuojama LH banga, panaši į normalią priešovuliacinę LH bangą (129). Kad būtų užtikrinta karvių ruja, PGF2α paprastai švirkščiamas pašalinus progesterono sistemą (111).
Progesterono naudojimu pagrįstos sinchronizacijos programos yra efekty-vesnės necikliškoms / anestrinėms karvėms, nes dirbtinai sukuriama liutei-ninė fazė (14, 114). Mažomis dozėmis naudojant MGA ir nesant geltonkūnio, nustatoma įtaką persistuojančio folikulo formavimuisi. Trumpalaikis pro-gesterono naudojimas (iki 24 val.) efektyviai sukelia presistuojančio folikulo regresiją dėl sumažėjusio LH pulsų dažnumo ir amplitudės (66). Todėl gydymas vien progesteronu nėra pakankamas cikliškų karvių rujos ir ovu-liacijos sužadinimui (14). Anestrinėms karvėms naudojus intravaginalinę progesteroną išskiriančią sistema ir oralinį progesteroną, 25 proc. ir 43 proc. karvių ovuliavo be jokių stovėjimo rujos požymių (131). Progesteronas neturi mutageninio poveikio ir nėra karcinogenas per se, bet veikia epigenetinius mechanizmus, susijusius su endokrininiu aktyvumu (52).
1.4.2. Sinchronizacijos programų efektyvumas ir jų taikymas
Lytinio ciklo sinchronizacija negarantuoja, jog visos grupės karvės taps veršingos, ir programų veiksmingumas priklauso nuo nemažai faktorių. Geresni apvaisinimo rodikliai gaunami pieninių ir mėsinių veislių telyčioms ir nelaktuojančioms pieninėms karvėms nei laktuojančioms mėsinėms ir pieninėms (132). Atsakas priklauso nuo įmitimo ir postpartum intervalo (66, 106), lygiavertiškumo ir amžiaus (106). Didžioji dauguma pakaitinių telyčių yra cikliškos (133). Mėsinių karvių postpartum anestrus yra pagrindinis veiksnys, prailginantis periodą tarp apsiveršiavimų ir turintis įtakos programų veiksmingumui (134). Kiti svarbūs veiksniai yra sėklinimas, ovuliacijos laikas, ankstyvasis embrioninis mirtingumas (14). Sinchronizuotos rujos ir ovuliacijos metu rizika veršingumo rezultatams atsiranda dėl dominuojančio folikulo amžius (79). Gyvulių atrinkimas yra labai svarbus faktorius
rezultatų įvairovę (109). Pirmoji ir didžiausia problema yra rujos nustatymas: mažėjant rujos pasireiškimo trukmei, lydimai vis mažesniu rujos požymių pasireiškimu bei vis dažniau pasitaikančiu nenormaliu lytiniu ciklu (14).
Galvijams su dominuojančiu folikulu, gydymas GnRH sukelia ovuliaciją ir naujos folikulinės bangos atsiradimą. DSNL protokolų sukūrimas mėsinių veislių telyčioms nebuvo toks paprastas kaip karvėms, ypač atsižvelgiant į tai, kad rujos sinchronizacijos metu dauguma (daugiau kaip 85 proc.) telyčių pasiekia lytinį subrendimą. Pagrindinė telyčių nesėkmingo DSNL priežastis yra negebėjimas sinchronizuoti folikulinių bangų naudojant GnRH. Suleidus GnRH atsitiktinai lytinio ciklo periodu 75–90 proc. mėsinių karvių
post-partum periodu ovuliavo, o mėsinių ir pieninių veislių telyčių atsakas buvo
tik 48–60 proc. (135).
Anestrinės karvės gali būti efektyviai gydomos įprastiniu Ov-synch pro-tokolu, nes dauguma anestrinių karvių turi pakankamo dydžio ir ovuliacinio pajėgumo folikulą, tačiau dėl tam tikrų priežasčių neturi reikalingos LH bangos (111). Taikant Ov-synch, su GnRH ir (arba) CIDR presinchronizacija, geltonkūnio atsakas į gydymą PGF2α buvo labai įvairus ir priklausė nuo geltonkūnio kiekio (skaičiaus) ir subrendimo. PGF2α gydymo metu nustačius vieną, subrendusį CL, liuteolizė visiškai neįvyko 3 proc. karvių. Nustačius jauną ir subrendusį CL, atsako nebuvo 8 proc. karvių. Jei buvo tik jaunas CL, liuteolizė neįvyko 36 proc. karvių (136).
Nustatyta, jog karvių reakcija į pirmą GnRH injekciją yra tik 66 proc., jei leidimo metu folikulai yra per maži, o po 7 parų jie yra per „seni“ ir kiau-šialąstės gyvybingumas gali būti pažeistas (109). Telyčioms nustatoma GnRH naudojimo Co-synch protokolo pradžioje nauda: pagerinami veršin-gumo rodikliai ir padaugėjant liuteininį audinį turinčių telyčių skaičiui PGF2α leidimo metu (137).
Karvės, kurios ovuliavo po pirmos GnRH injekcijos, turėjo didesnį folikulą antros GnRH injekcijos metu nei tos, kurios neovuliavo po pirmo GnRH. Po pirmos GnRH injekcijos ovuliuoja apie 26–56 proc. mėsinių telyčių ir 60 proc. mėsinių karvių, pirmai ovuliacijai neįvykus, antra daž-niausiai būna silpnai sinchronizuota (3). Karvės, kurios neovuliavo po pirmos GnRH injekcijos turėjo arba jauną (per mažą), arba atretinį folikulą, kuris nereagavo į GnRH sukeltą LH bangą. (45). Mėsinėms karvėms antra GnRH injekcija, naudojama DSFL programų metu, sinchronizuoja ovuliaciją (po 60 val.), kai atliekama 36–48 val. po PGF2α (3, 124).
