Biotechnologia w rozrodzie.pdf

Biotechnologia w rozrodzie koni*

jach. W 1885 r. francuski lekarz weterynarii,

Rĕpiquet przedstawił własne wyniki una-

sieniania klaczy i możliwości zootechnicz-

nego wykorzystania tej metody. Szczególne

zainteresowanie zastosowaniem sztuczne-

go unasieniania u koni wykazali farmerzy

amerykańscy, widząc w nim metodę zwal-

czania niepłodności. W 1893 r. czasopismo

„ e Horseman” opublikowało pozytywne

wyniki lekarza weterynarii, profesora Pear-

sona z Uniwersytetu Pennsylwanii.

Na Ukrainie w latach 1894–1898 polski

lekarz weterynarii Ferdynand Chełchowski

stosował tę metodę zarówno celem zwalcza-

nia choroby stadniczej koni, jak i ze wzglę-

Marian Tischner

z Akademii Rolniczej w Krakowie

Sztuczne unasienianie

conego z nim sąsiada i pobrał nasienie od

słynnego z urody i wytrzymałości ogiera,

a następnie wprowadził je do dróg rodnych

klaczy, która urodziła mu zdrowe źrebię (1).

Pod koniec XIX wieku sztuczne unasienia-

nie koni zaczęto wprowadzać w wielu kra-

Pierwsze wzmianki o unasienianiu koni za-

wiera arabski tekst z 1322 r. Historia, apo-

kryﬁ czna lub nie, mówi, że szejk arabski

w Darfurze zakradł się do namiotu skłó-

* Referat wygłoszony 13 X 2005 r. w Krakowie podczas 17. spotkania lekarzy weterynarii Unii Europejskiej zajmujących się inseminacją.

Życie Weterynaryjne • 2006 • 81(1)

Prace poglądowe

Biotechnology in horse reproduction

Tischner M. • Agricultural University, Kraków.

In this article modern breeding technology in hor-

ses was presented. Artiﬁ cial insemination (AI) is prac-

ticed extensively in many species. Despite the fact

that it was ﬁ rst applied in mare this breeding tech-

nology was seldom in use in horses. Currently, new

methods of semen collection and preservation have

been developed. Veterinarians use now routinely the

ultrasound examination of mare ovaries and uterus,

which enables to utilize AI in about 40 countries. As-

sisted fertilization has developed. Methods of equ-

ine embryo transfer and preservation have greatly im-

proved. There are several pairs of homozygotic twins

born due to the embryos splitting. The mechanisms

controlling pregnancy have been determined and be-

tween-species embryo transfer resulted in healthy of-

fspring. Cloning with encouraging success has been

recently the greatest achievement.

Ryc. 1. Różne typy sztucznych pochew dla ogierów. Zbiór Katedry Rozrodu Zwierząt AR w Krakowie

gielskiej ( e Jockey Club), amerykańskie-

go towarzystwa koni miniaturowych (Ame-

rican Miniature Horse Association) i kuców

walijskich (Welsh Pony Society of America).

Również w hodowli koni ras zachowawczych

nie dopuszcza się inseminacji klaczy.

Aktualnie inseminacja koni stosowa-

na jest w około 40 krajach świata. Procent

klaczy objętych inseminacją waha się od

0,1 do 97, a ogólna liczba klaczy unasie-

nianych rocznie przekracza milion. Naj-

więcej klaczy unasienianych jest w Chi-

nach, USA, Finlandii, Francji, Holandii,

Belgii i Niemczech.

lenie ejakulacji u ogierów następuje w wy-

niku bodźców ciśnieniowych i cieplnych

wywieranych głównie na nasadę, nie jak

powszechnie przypuszczano na żołądź

prącia. Uzyskane wyniki badań pozwoliły

na opracowanie modelu sztucznej pochwy

typu otwartego i zmodyﬁ kowanie techniki

pobierania nasienia od ogierów. Sztuczna

pochwa typu otwartego różni się od modelu

klasycznego tym, że nie posiada zbiornika

na nasienie. Ejakulowane nasienie zbierane

jest wprost do lejka połączonego ze zbior-

nikiem. Ten sposób pobierania nasienia po-

zwala na rozdzielenie ejakulatu na frakcje,

a nawet na poszczególne wyrzuty. Pierw-

sze 3 wyrzuty zawierają około 80% plem-

ników całego ejakulatu. Podczas rutynowe-

go pobierania nasienia ejakulat rozdzielany

jest zazwyczaj tylko na dwie frakcje: bogatą

w plemniki zawierającą pierwsze 3-4 wyrzu-

ty oraz frakcję śluzową. Pobieranie nasienia

przy użyciu sztucznej pochwy typu otwar-

tego posiada szereg zalet. Przede wszystkim

pozwala na wizualizację i kontrolę procesu

ejakulacji oraz otrzymanie nasienia całko-

wicie wolnego od wtórnych zanieczyszczeń

bakteryjnych, a w przypadku urospermii lub

uszkodzeń prącia – wolnego od domieszek

moczu i krwi. Pierwsze 2–3 wyrzuty nasie-

nia zawierające frakcję bogatą w plemni-

ki mogą być zamrażane bez konieczności

szkodliwego dla nasienia wirowania i od-

dzielania frakcji śluzowej ( ryc. 3, 4, 5 ).

Keywords: horse, artiﬁ cial insemination, embryo

transfer, embryo preservation, assisted fertiliza-

tion, cloning.

dów zootechnicznych. Opisał on metody

sztucznego unasieniania, skonstruował in-

strumenty służące do zbierania i wstrzyki-

wania nasienia. Sztuczne unasienianie koni

w Niemczech stosował Hoﬀ man (1895 r.),

w Rosji Lideman (1895 r.) oraz Izmaiłow

i Jeniszerłow (1986 r.), na Węgrzech Kaldro-

vics i w Danii Sand i Stribolt (1902 r.; 2).

Przełomowe znaczenie dla wykorzysta-

nia sztucznego unasieniania w praktyce ho-

dowlanej mają prace rosyjskiego biologa

I. I. Iwanowa, który zorganizował pierw-

szą stację sztucznego unasieniania klaczy

w 1903 r. Przez wiele lat doświadczenia

zdobyte na koniach służyły hodowcom

jako model w rozwoju sztucznego una-

sieniania innych gatunków zwierząt.

W latach międzywojennych sztuczne

unasienianie klaczy stosowano na szero-

ką skalę w Związku Radzieckim, osiąga-

jąc w latach 1939–1940 około 300 000 kla-

czy rocznie. Metody opracowane w latach

trzydziestych, a usprawnione po II wojnie

światowej wykazały, że sztuczne unasienianie

daje możliwość uzyskiwania zaźrebień do-

chodzącą nawet do 80%. Jednak przez wie-

le lat inseminacja koni nie była w pełni ak-

ceptowana przez wiele związków skupiają-

cych hodowców koni rasowych. Obawiano

się, że powszechne stosowanie inseminacji

może doprowadzić do ograniczenia róż-

norodności genetycznej. Często wyrażano

obawy o ewentualne pomyłki porcji nasienia

i utratę tą droga czystości ras. Obecnie wiele

związków hodowlanych na świecie zezwala

na inseminację klaczy, a wyjątek stanowią to-

warzystwa hodowców koni pełnej krwi an-

Rozwój techniki pobierania nasienia od

ogierów

Podczas początkowych prób stosowania

sztucznego unasieniania nasienie zbiera-

no za pomocą strzykawki z pochwy tuż po

pokryciu grzejącej się klaczy lub wyciśnięciu

nasienia z gąbki wkładanej do pochwy krytej

klaczy. Pierwszą sztuczną pochwę dla ogie-

rów w 1930 r. skonstruował Salzman w La-

boratorium Sztucznego Unasieniania Zwie-

rząt w Moskwie (3). Od tego czasu sztucz-

na pochwa dla ogierów była wielokrotnie

modyﬁ kowana i ulepszana ( ryc. 1 ).

Dotychczas opisane modele sztucz-

nej pochwy dla ogierów można podzie-

lić na dwa typy konstrukcyjne: sztuczną

pochwę zamkniętą, ze sztywnym (mode-

le: Cambridge, Kolorado, francuski, buł-

garski, Roanoke i inne) lub elastycznym

(model Missouri) cylindrem zewnętrz-

nym oraz sztuczną pochwę otwartą –

model Kraków-72 ( ryc. 2 ).

Fantomy

Użycie fantomu pozwala na sterylne po-

branie nasienia. Jest również bezpieczniej-

sze zarówno dla osoby pobierającej nasie-

nie, jak i dla ogiera.

Pierwszy fantom dla ogierów skonstru-

ował prof. Tadeusz Olbrycht ( ryc. 6 ) w 1935 r.

na Akademii Medycyny Weterynaryjnej we

Lwowie (5). Od tego czasu skonstruowano

Mechanizm kopulacji i ejakulacji –

frakcjonowane pobieranie nasienia

Badania nad mechanizmem kopulacji i eja-

kulacji u ogierów (4) wykazały, że wyzwo-

Życie Weterynaryjne • 2006 • 81(1)

Prace poglądowe

Ryc. 2. A – Klasyczny model sztucznej pochwy zamkniętej. B – Sztuczna pochwa zamknięta, z miękkim korpu-

sem zewnętrznym (model Missouri). C – Sztuczna pochwa otwarta (model Kraków-72 )

Ryc. 5. Podczas rutynowego pobierania nasienia za

pomocą sztucznej pochwy otwartej ejakulat jest roz-

dzielany zazwyczaj na dwie frakcje. Frakcja bogata w

plemniki zawierająca 3–4 pierwsze wyrzuty nasienia

pobierana jest do zbiorniczka na nasienie połączo-

nego z lejkiem trzymanym w prawej ręce (A), a pozo-

stałe wyrzuty zawierające frakcję śluzową do drugiego

zbiorniczka trzymanego w lewej ręce (B)

Ryc. 3. Sztuczna pochwa otwarta nie posiada zbiornika na nasienie. Podczas ejakulacji nasienie jest „łapane”

bezpośrednio do lejka połączonego z probówką

Ryc. 6. Profesor Tadeusz Olbrycht (1891–1964)

wiele typów fantomów. Większość z nich

przypomina naturalny kształt ciała klaczy.

Najbardziej wymyślny fantom opracowano

w Finlandii. Fantom ten posiada dostosowany

do indywidualnych cech elektroniczny sys-

tem regulacji wysokości, temperatury i ci-

śnienia wewnątrz pochwy. Pozwala również

na automatyczny rozdział wyrzutów ejaku-

lowanego nasienia ( ryc. 7, 8 ).

Technika przechowywania nasienia

Ryc. 4. Rozdzielenie ejakulatu na frakcje. Poszczególne wyrzuty są rozdzielane do probówek

Po raz pierwszy schłodzone nasienie wyko-

rzystali do inseminacji Walton i Prawocheń-

ski w 1936 r. Transportowali oni nasienie

Życie Weterynaryjne • 2006 • 81(1)

Prace poglądowe

Ryc. 9. „Equitainer” plastikowy termos do transportu

schłodzonego nasienia

Ryc. 10. Prof. Władysław Bielański (1911–1982)

Ryc. 7. Francuskie typy fantomów do pobierania na-

sienia od ogierów

Ryc. 11. Klacz „Mrożonka” pierwszy koń urodzony w Polsce w 1969 r. w wyniku inseminacji nasieniem mrożonym

Ryc. 8. Fiński typ fantomu – Equidame. Elektronicz-

na kontrola wysokości fantomu, temperatury i ci-

śnienia wewnątrz sztucznej pochwy. Możliwość au-

tomatycznego rozdzielenia ejakulatu na poszczegól-

ne wyrzuty

żywcze i ochronne. Do krótkotrwałego (do

8 godz.) przechowywania nasienia w tem-

peraturze około 17°C często używany jest

w Polsce rozrzedzalnik mlekowo-żółtkowy

(7). Natomiast do przechowywania nasienia

w temperaturze 4°C stosuje się coraz częściej

rozrzedzalnik według Kenney’a i wsp. (8).

Zadowalające wyniki inseminacji nasie-

niem rozrzedzonym i schłodzonym uzy-

skuje się z reguły w przypadkach gdy po-

czątkowa ruchliwość nasienia jest wysoka,

a zabieg inseminacji jest przeprowadzony

do 24 godzin od chwili pobrania nasienia.

Od ogierów o wysokiej płodności zadowa-

lający procent zaźrebień można uzyskać,

gdy nasienie przechowywane jest w temp.

4°C przez 2–3 dni ( ryc. 9 ).

W Polsce badania nad długotrwałą

konserwacją nasienia zostały zapocząt-

kowane przez prof. Władysława Bielań-

skiego ( ryc. 10 ) w połowie lat sześćdziesią-

tych. Pierwsze źrebię w wyniku insemina-

cji zamrożonym/rozmrożonym nasieniem

nazwane „Mrożonka” urodziło się w Kra-

kowie w 1969 r. (10; ryc. 11 ).

Na początku lat siedemdziesiątych

w niektórych stadninach koni w Polsce

przeprowadzono udane próby insemina-

cji klaczy nasieniem mrożonym. W wyniku

tych prób urodziło się kilka wartościowych

koni. Przykładem właściwego indywidual-

nego doboru ogiera do klaczy i wykorzysta-

nia nasienia mrożonego było urodzenie się

w 1971 r. w Stadninie Koni Pruchna klaczy

półkrwi angloarabskiej „Arabella” po ogie-

rze Cross XX. Klacz ta w sezonach wyści-

gów 1974–1976 wygrała wszystkie goni-

twy, łącznie z derby dla koni półkrwi i po-

biła rekord toru. Włączona do stada matek

urodziła 16 źrebiąt ( ryc. 12 ).

W wyniku udanych prób wykorzysta-

nia nasienia mrożonego nastąpiło duże

zainteresowanie inseminacją, szczególnie

wśród hodowców koni sportowych. Na-

sienie ogierów okazało się jednak bardziej

tryka rasy Suﬀ olk z Anglii do Polski w ter-

mosie zawierającym kawałki lodu, w tem-

peraturze 10°C. Tak przechowywanym na-

sieniem inseminowali 5 maciorek, spośród

których dwie urodziły jagnięta (6).

Nasienie mrożone

Próby długotrwałej konserwacji nasienia

ogierów podejmowano już w latach pięć-

dziesiątych, jednak wówczas tylko spora-

dycznie uzyskiwano zaźrebienia. Pierwsze

dwa źrebięta urodzone po inseminacji po-

branym nasieniem do sztucznej pochwy

i zamrożonym w ciekłym azocie urodziły

się w Japonii w 1964 r. (9).

Przechowywanie schłodzonego nasienia

ogierów

Aby przedłużyć czas życia plemników, sto-

sowane są różnego rodzaju rozrzedzalniki

zawierające w swym składzie substancje od-

Życie Weterynaryjne • 2006 • 81(1)

Prace poglądowe

Ryc. 12. Klacz rasy anglo-arabskiej „Arabela” urodzona w 1971 w SK Pruchna w wyniku inseminacji nasieniem

mrożonym. Wygrała wszystkie 6 gonitw w których biegała, pobiła rekord toru dla koni półkrwi. Włączona do sta-

da urodziła 16 źrebiąt

wrażliwe na proces zamrażania-rozmraża-

nia niż nasienie buhajów. Liczne badania

wykazały, że nasienie około 25% ogierów

znosi zadowalająco proces konserwacji

w ciekłym azocie. Ruchliwość plemników

w nasieniu tych ogierów po zamrożeniu/

rozmrożeniu waha się od 40–60%, a źreb-

ność w jednym cyklu po inseminacji daw-

ką zawierającą >300×10 6 plemników wy-

nosi od 40 do 50%. Nasienie około 50%

ogierów znosi średnio proces konserwacji

w ciekłym azocie, a nasienie pozostałych

25% ogierów nie nadaje się do insemina-

cji. Procent plemników ruchliwych w na-

sieniu po zamrożeniu/rozmrożeniu u tych

ogierów nie przekracza 10 (11, 12).

Pomimo licznych badań nad określe-

niem przyczyn obniżających płodność

nasienia mrożonego ogierów trudno jed-

noznacznie określić czynniki wywiera-

ją wpływ na tzw. zamrażalność nasienia.

Zła zamrażalność nasienia ogierów nie

jest dodatnio skorelowana z ich płodno-

ścią. Po kryciu lub inseminacji schłodzo-

nym nasieniem tych ogierów uzyskuje się

zadowalające wyniki zaźrebień.

Uważa się, że proces mrożenia i rozmra-

żania znacznie ogranicza czas przeżywa-

nia plemników w drogach rodnych klaczy.

Wyniki zaźrebień klaczy inseminowanych

nasieniem mrożonym można poprawić je-

dynie, stosując selekcję ogierów i ejakula-

tów na tzw. zmrażalność oraz przeprowa-

dzając inseminację w okresie okołoowula-

cyjnym, tj. 12 h przed do 6 h po owulacji.

W tym celu zalecane jest badanie klaczy

podczas rui nie rzadziej niż co 6 godzin,

a po stwierdzeniu owulacji natychmiasto-

we unasienianie (13). Niektórzy autorzy za-

lecają również głębokie deponowanie na-

sienia, w pobliżu ujścia jajowodu po stro-

nie owulującego jajnika (14).

Transplantacja zarodków

Transplantacja zarodków znacznie po-

szerza możliwości zwiększenia płodno-

ści i plenności koni. Pierwsze źrebięta po

transplantacji zarodków urodziły się niemal

równocześnie w Japonii i Anglii (15, 16; ryc.

13 ). W Polsce dwa pierwsze źrebięta uro-

dziły się w 1976 r. w wyniku transplantacji

metodą chirurgiczną i niechirurgiczną za-

rodków przywiezionych z Anglii samocho-

dem w podwiązanych jajowodach żywych

królic (17; ryc. 14 ). Następne dwa źrebięta

urodziły się 6 lat później po transplantacji

zarodków metodą niechirurgiczną (18).

Ze względu na stosunkowo łatwe

i nieszkodliwe dla klaczy pozyskiwanie

i transplantacje zarodków metodę tę za-

akceptowało już wiele związków hodow-

lanych. Transplantacja jest szeroko stoso-

wana w Argentynie, gdzie pobiera się za-

rodki od wybitnych klaczy używanych do

gry w polo, a także we Francji, gdzie z ko-

lei dawczyniami zarodków są klacze spor-

towe (19, 20). Zarówno w Argentynie, jak

i we Francji wykonuje się rocznie po oko-

ło 400–600 zabiegów. Sporo zabiegów wy-

konuje się również w USA.

Szersze wykorzystanie techniki trans-

plantacji zarodków u koni napotyka jednak

wiele barier. Główną przeszkodą ogranicza-

jącą wykorzystanie tej metody w hodowli

jest brak tak skutecznych, jak np. u bydła,

metod wywoływania superowulacji. Inną ba-

rierę stanowi glikoproteinowa kapsuła spe-

cyﬁ czna dla zarodków koni, która powstaje

w warunkach in vivo około 6–7 dnia po za-

płodnieniu po wewnętrznej stronie osłonki

przejrzystej. Uszkodzenie kapsuły podczas

transportu, konserwacji, zabiegu transplan-

tacji lub dzielenia zarodka ogranicza możli-

wości jego dalszego rozwoju in vivo.

Ryc. 13. Pierwsze źrebięta w wyniku transplantacji

zarodków urodziły się niemal równocześnie w Wielkiej

Brytanii (A) i w Japonii (B) w 1973 r.

Ryc. 14. W Polsce dwa pierwsze źrebięta urodziły się

w 1976 r. w wyniku transplantacji zarodków przywie-

zionych samochodem z Anglii w podwiązanych jajo-

wodach żywych królic (A). Klacz biorczyni rasy konik

polski wraz ze źrebięciem „Sopelek” rasy Welsh Pony

urodzonym w wyniku transplantacji importowanego

zarodka z Anglii (B)

Życie Weterynaryjne • 2006 • 81(1)

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: