Искусственное осеменение у собак

В племенном разведении собак одной из основных задач является получение здоровых щенков с характерными для породы стандартами. В связи с этим много лет ученые пытаются облегчить и усовершенствовать технику искусственного осеменения животных, целью которой является успешное оплодотворение (слияние мужской и женской половой клетки). Искусственное осеменение собак весьма распространенная и востребованная процедура во всем мире.

Что такое искусственное осеменение

Искусственное осеменение (ИО) – вспомогательная репродуктивная технология, при которой сперма кобеля вводится во влагалище суки или непосредственно в матку при помощи специальных инструментов.

Первое искусственное осеменение собак датировано 1780 годом. Всемирно известный итальянский физиолог Лазарро Спаланциани провел искусственное осеменение собаки, в результате которого родилось два щенка породы «спаниель». Первый успешный опыт с применением охлажденной спермы прошел в 1954 году, а с применением криоконсервированной – в 1969 году. (1)

В настоящее время искусственное осеменение собак – довольно распространенная процедура во всем мире. Благодаря развитию медицинской техники и изобретению разбавителей спермы, сохраняющих ее качество, данная технология позволяет получать потомство от давно погибших кобелей.

Преимущества применения искусственного осеменения

Процедуру ИО делают суке в фертильный период, то есть после определения сроков овуляции. Сперму перед введением в репродуктивные органы самки проверяют по основным параметрам и, при необходимости, добавляют разбавители, улучшающие ее качество. Вследствие того, что искусственное осеменение проводится спермой только хорошего качества и именно в те дни, когда собака способна к оплодотворению, это значительно повышает шансы получить потомство. (1, 4, 6)

Также, в зависимости от поставленных задач и возможностей ветеринарной клиники, можно заранее спланировать следующие манипуляции со спермой кобеля:

• заблаговременный подбор подходящего кобеля по породе, а затем сбор и транспортировка его охлажденной либо криоконсервированнной спермы в клинику, где будет проводиться процедура искусственного осеменения самки;
• разделение одного эякулята на несколько спермодоз, в результате чего можно осеменить несколько сук одновременно спермой одного кобеля без риска его «истощения»;
• осеменение суки спермой сразу от нескольких кобелей с последующим генетическим тестом на отцовство. Это дает шансы получить в одном помете сразу несколько генетических линий потомков.

Другими преимуществами ИО являются:

• исключение стрессового фактора при транспортировке суки к месту проживания племенного кобеля;
• 100% защита от инфекций, передающихся половым путем, для кобеля. Для суки риск инфицирования снижается, но не исключается полностью;
• возможность получения потомства от животных, вязка которых в естественных условиях невозможна. Например, приобретенная травма опорно-двигательного аппарата у кобеля, разница в размерах кобеля и суки, агрессивность животных по отношению друг к другу, врожденные аномалии влагалища у самки. (2, 5)

Когда необходимо искусственное осеменение

Со стороны кобеля:

• Приобретенные травмы, не позволяющие сделать полноценную вязку;
• Низкое либидо (чрезмерная нервозность или неопытность кобеля);
• Профилактика инфекций, передающихся половым путем.

Со стороны суки:

• Агрессивность самки;
• Разница в размерах кобеля и суки.

Со стороны заводчиков:

• Владелец не хочет проводить вязку (например, боится заразить кобеля);
• Нет возможности приехать кобелю или суке на вязку.

Как происходит искусственное осеменение

Искусственное осеменение собаки проводится в ветеринарной клинике, где есть возможность применения специальных устройств и соблюдения правил асептики и антисептики. Работа с самкой начинается заранее. Она осматривается врачом, проверяются сроки вакцинаций и обработки от экто- и эндопаразитов. Если у суки ранее были «пустые» вязки, преждевременные роды, аборты и другие проблемы после вязки, то это подробно обсуждается и планируются профилактические мероприятия для предотвращения данных патологий. Лучше прибегать к процедуре искусственного осеменения сукам, у которых уже был здоровый помет и известен ее репродуктивный потенциал. Далее, при признании суки здоровой, проводятся исследования по определению фертильного периода (времени, когда самка способна к оплодотворению). ИО проводят во время фертильного периода.

Техника искусственного осеменения

Методы искусственного осеменения подразделяются по месту введения спермы в репродуктивный тракт самки на внутривлагалищный и внутриматочный.Техника искусственного осеменения напрямую зависит от того, какой спермой будет проводиться процедура. Например, криоконсервированная-оттаянная сперма вводится только непосредственно в матку. Если сперма недостаточно хорошего качества, то ее тоже лучше ввести в матку, чтобы повысить шансы наступления беременности у суки. Если используется свежеполученная сперма либо охлажденная, то ее, как правило, вводят в краниальную часть влагалища. (1, 4, 8)

Таблица. Сравнение эффективности вагинального и внутриматочного методов

	Пометы (%)	Пометы (%)	Разница(%)
Источник	Вагинальный метод ИО	Внутриматочный метод ИО
Linde-Forsberg et al. 1999	58,9 из 141	84,4 из 167	25,5
Thomassen et al., 2001	29 из 78	71 из 305	42

Внутривлагалищное осеменение

Внутривлагалищное осеменение можно проводить при помощи специальных катетеров или эндоскопа. Этот способ искусственного осеменения на данный момент самый популярный, поскольку не так сложен в исполнении. Для введения спермы во влагалище самки используют специальные катетеры с надувным баллончиком, предотвращающим отток спермы, и одноразовые шприцы.

Манипуляция начинается с получения и оценки спермы. Сперму у кобеля собирают по фракциям. Для искусственного осеменения используется вторая (сперматическая) фракция или весь эякулят. (1, 7, 9)

Изображение 1. Сперма кобеля, собранная по фракциям (пробирка №1 – уретральная, №2 – сперматическая, №3 – простатическая фракция)

Убедившись, что сперма кобеля годится для осеменения, проводится процедура. Самку фиксируют в стоячем положении. Проводят обработку наружных половых органов. Далее во влагалище под контролем пальца вводится катетер, соответствующий размеру суки.

Продвижение катетера к шейке матки контролируется рукой через брюшную стенку. Затем катетер фиксируется на нужном расстоянии и на нем раздувается баллончик (во избежание обратного оттока спермы). После присоединяется шприц со спермой и проводится ее введение. Для лучшего результата в преддверие и каудальную часть влагалища вводится палец для имитации «замка» и стимулирования сокращения матки в направлении к маточным трубам (где и должна произойти встреча яйцеклеток со сперматозоидами). Далее сдувается баллончик на катетере, после чего извлекается и сам катетер. По окончании процедуры осеменения собаку выгуливают в спокойном режиме около 30 минут, не позволяя ей бегать и садиться. (5, 7)

Изображение 2. Процедура внутривлагалищного осеменения собаки (слева) и катетеры для ИО (справа).

Внутриматочное осеменение

Внутриматочное осеменение проводят тремя способами:

1. Эндоскопически (трансцервикально);
2. Хирургический метод (лапаротомия);
3. При помощи норвежского катетера.

Лапаротомия. Внутриматочный хирургический метод искусственного осеменения применяют в ветеринарной клинике с использованием замороженной-оттаянной спермы. Хирург вводит сперму непосредственно в полость матки с помощью специального катетера. Это плановая операция, к которой допускаются здоровые обследованные самки.

В день операции самку натощак привозят в клинику. С соблюдением правил асептики и антисептики готовят операционное поле. Под общей анестезией проводят разрез по белой линии живота. После топографической ориентации в брюшной полости из операционной раны извлекают часть рога матки, при помощи специального пластикового катетера пунктируют полость матки и вводят сперму. Затем катетер извлекают и ушивают брюшную стенку.

Процедура хирургического осеменения не сложна в исполнении, но трудоемка, связана с применением общей анестезии и возможна только в условиях клиники, в операционной комнате. (8)

Технология трансцервикального осеменения. Внутриматочный способ осеменения с использованием эндоскопа разработан в Новой Зеландии. Для трансцервикального внутриматочного осеменения собак используют современные видеоэндоскопы. У них множество преимуществ: они удобны в работе, позволяют не только в режиме реального времени показывать изображение на мониторе, но и вести видеозапись. Под контролем видеокамеры можно ввести катетер через шейку матки непосредственно в полость матки, оценить состояние слизистой влагалища, выявить или исключить множество патологий репродуктивного тракта. Кроме того, владелец животного может наблюдать за процедурой искусственного осеменения его собаки в режиме текущего времени. (5, 9)

Процедура проводится в таком порядке: собаку фиксируют стоя на столе. Эндоскоп вводят во влагалище, постепенно продвигая его до шейки матки. При визуализации цервикального канала вводят в него катетер, потом аккуратно продвигают катетер непосредственно в матку. Затем вводят заранее приготовленную сперму, поле чего катетер и эндоскоп извлекают из половых органов самки.

При использовании трансцервикального внутриматочного осеменения процент наступления беременности довольно высокий. Однако этот метод не подходит чрезмерно нервным собакам, поэтому может потребоваться седация животного. Также для выполнения данного метода осеменения требуется дорогостоящее оборудование и специальная подготовка специалиста. (9)

Изображение 3. Внутриматочное ИО собаки (слева) и снимок с видеоэндоскопа краниальной части влагалища и шейки матки при прохождении через нее катетера во время ИО (справа)

Применения норвежского катетера. Нехирургический внутриматочный метод осеменения собак при использовании норвежского катетера разработан в Швеции для осеменения лисиц. Металлический катетер, защищенный нейлоновой оболочкой, вводят по верхнему своду влагалища к шейке матки. При помощи пальпации контролируют продвижение катетера в цервикальный канал. Удостоверившись, что кончик катетера находится в теле матки, вводят сперму. Затем катетер извлекают. Самку располагают в наклонном положении в течение 10 минут. Также рекомендуется ввести палец во влагалище собаки, имитируя эффект «замка».

Данный метод неприемлем для крупных и нервных самок, связан с риском травмирования репродуктивных органов, нет возможности визуального контроля и оценки состояния влагалища и шейки матки. (1)

Особенности использования свежесобранной и замороженной спермы

Как уже отмечалось, для искусственного осеменения собак используют свежеполученную, охлажденную или замороженную сперму. В Европейских странах приблизительно в 50–55% случаях используется свежеполученная сперма, в 10% – охлажденная, в 35–40% – криоконсервированная. Существуют особенности использования, хранения и транспортировки каждого вида спермы. (1, 6, 8, 9)

Свежеполученная сперма

Используется сразу после оценки ее качества. Считается, что сперма хорошего качества, если доля активных спермиев с нормальной морфологией составляет не менее 75%. При осеменении самки вводят весь эякулят либо его часть (сперматическую фракцию).

Выживаемость (прекращение поступательного движения) спермиев в репродуктивном тракте самки после естественного или искусственного осеменения свежеполученной спермой составляет 4–5 суток, а способность к оплодотворению – около 2 суток. Учитывая, что овуляция у собак происходит не одномоментно, а в течение 2 суток, рекомендуется вторая «контрольная» вязка или искусственное осеменение через 24–48 часов, чтобы сперматозоиды встретили максимальное количество яйцеклеток, тем самым повышая возможное количество щенков в помете. (2, 3, 4, 6)

Охлажденная сперма

Охлажденную сперму используют после кратковременного хранения при температуре 4-5°С. Это чаще всего ситуации, когда необходимо переслать сперму кобеля в другой город или страну, либо кобель уезжает на выставку или еще по каким-то причинам не может приехать на вязку.

Для разбавления и кратковременного хранения спермы используются специальные среды. Разработанные коммерческие среды позволяют хранить сперму до 10 суток. Однако следует помнить, что с течением времени качество спермы ухудшается. Чем меньше времени прошло от получения и приготовления охлажденной спермы до искусственного осеменения, тем больше шансов для оплодотворения суки.

Перед осеменением охлажденная сперма проходит оценку на качество (процентное количество подвижных спермиев). Охлаждение оказывает неблагоприятное воздействие на выживаемость спермиев в репродуктивном тракте самок. При осеменении охлажденной спермой в первые 28–42 часа показатель выживаемости спермиев составляет 24–72 часа. (1, 2, 3, 4, 6)

Криоконсервированная сперма

Замороженная сперма готовится для длительного хранения. Большим преимуществом современных репродуктивных технологий является то, что сперму ценного племенного кобеля можно консервировать и хранить неопределенно долгое количество времени и затем использовать по мере надобности. В связи с этим получение потомства от давно погибших кобелей уже не является редкостью.

Криоконсервация спермы – длительный и трудоемкий процесс. Для данной процедуры кобеля привозят утром в клинику для взятия спермы, после чего врач много часов занимается процессом ее подготовки перед погружением в азот для хранения. Все стадии в криоконсервации крайне важны. Несоблюдение одного из режимов (температурного, временного) и других технологических процессов приводит к повреждению целостности спермиев, соответственно, они погибают.

Замораживают сперму в виде гранул либо расфасовывают и укупоривают в промаркированные пропиленовые соломинки объемом 0,25 или 0,5 мл. Через некоторое время производится контрольная разморозка одной гранулы или одной соломинки из партии для оценки качества спермы после процедуры оттаивания. На основании качества спермы проводится составление сертификата на сперму, где пишется, сколько доз для искусственного осеменения получилось.

Доза для искусственного осеменения – объем спермы, в котором должно находиться при оттаивании достаточное количество подвижных спермиев для оплодотворения суки. Для миниатюрных и мелких пород это не менее 100 млн, для средних пород – 150–200 млн, для крупных и гигантских пород – не менее 250 млн хорошо подвижных спермиев.

В зависимости от качества спермы после оттаивания, доза для искусственного осеменения может составлять 2–3 и более соломинок объемом 0,5 мл. Криоконсервированная сперма хранится в спермобанке, в условиях ветеринарной клиники. (5,7,8)

Банк спермы

Спермобанк – это изолированное помещение в клинике, где находятся специальные сосуды с жидким азотом (сосуды Дьюара). Они имеют две стенки, между которыми вакуум. Таким образом снижается испаряемость азота.

Температура жидкого азота – около -196°С. Такие условия хранения позволяют хранить биоматериал в неизменном виде десятилетиями. Азот имеет свойство постоянного медленного испарения, поэтому периодически уровень азота проверяется и производится его долив. В современных сосудах есть термодатчики, контролирующие уровень азота. Когда происходит снижение его уровня, они включают звуковой сигнал.

Внутри каждого сосуда на специальном держателе расположены пронумерованные емкости для хранения, куда размещаются промаркированные образцы спермы. Разработанная таким образом организация хранения биоматериала позволяет точно знать, где находится сперма конкретного производителя. (1)

Изображение 4. Криобанк и сосуды Дьюара разных модификаций (стационарные для хранения и транспортные)

Транспортировка спермы

Транспортировка спермы кобеля проводится в специальных контейнерах. Для охлажденного семени используются контейнеры с хладоэлементами. Они сохраняют нужную температуру внутри (4-5°С) в зависимости от модификации от 12 часов до 2 суток. Транспортировка криоконсервированной спермы возможна в двух вариантах: наземным транспортом в жидком азоте (в сосудах Дьюара небольшого объема) либо в парах азота, в специальных драйшипперах.

Транспортировка спермы авиационным транспортом разрешена только в парах азота, в драйшипперах. Такие контейнеры имеют специальную маркировку на внешней стороне (знак самолета).

Успех в искусственном осеменении зависит от трех основных факторов:

• качества введенной спермы в половые пути самки;
• выбранного времени для искусственного осеменения;
• здоровья самки.

Поэтому к процедуре ИО допускаются только здоровые суки с диагностированной овуляцией. Перед введением в половые пути самки сперма проходит контрольную оценку. Искусственное осеменение свежеполученной спермой лучше проводить на следующие сутки после овуляции с повтором через сутки. Криоконсервированной-оттаянной спермой лучше осеменять через 2 суток после овуляции. (4,5,6)

В настоящее время количество специалистов, проводящих процедуру искусственного осеменения свежесобранной и охлаждённой спермой, достаточно много, так как процедура весьма популярна и не требует приобретения дорогостоящего оборудования. Поэтому во многих городах есть ветеринарные клиники, где могут предоставить данную услугу. Что касается работы с криоконсервированной спермой, для этого, кроме специально обученного персонала, необходимо наличие оборудованного помещения (спермобанк) и медицинской техники. Поэтому ветеринарные центры репродукции на данный момент малочисленны и существуют пока только в крупных городах.

Список источников:

1. Дюльгер Г.П. Физиология размножения и репродуктивная патология собак / Дюльгер Г.П. - М.: Колос, 2002. - 152 с.
2. Симпсон Дж. Руководство по репродукции и неонатологии собак и кошек / Симпсон Дж., Ингланд Г., Харви М. - М.: Софион, 2005. – 280 с.
3. Скопичев В. Г., Боголюбова И.О. Физиология репродуктивной системы млекопитающих СПб.: Издательство «Лань», 2007. - 512 с.
4. Andersen А.С. The ovary and reproductive cycle of the dog / A.C. Anderson, M.E Simpson. — Geronf-X, Los Altos, Calif, 1973.
5. Concannon P. Biclogy and endocrinology of ovulation, pregnancy and parturition in the dog / P. Concannon, J. McCann, M. Temple. — J Reprod. Fert Suppl., 1989. — Vol. 39. — p.3-25.
6. Catharina Linde Forsberg/ Induced immotility during long-term storage at +5 °C does not prolong survival of dog spermatozoa/ Theriogenology; November 2007 68(6):920-33
7. M. Iguer-Ouada, J. Verstegen/ Long-term preservation of chilled canine semen: effect of commercial and laboratory prepared extenders/ Theriogenology 2001.
8. S. J. Mason, N. R. Rous/ omparison of endoscopic-assisted transcervical and laparotomy insemination with frozen-thawed dog semen: a retrospective clinical study/Theriogenology, Volume 82, Issue 6, 1 October 2014.
9. S. J. Mason/Biology, Medicine Reproduction in domestic animals/ April 2017 A retrospective clinical study of endoscopic-assisted transcervical insemination in the bitch with frozen-thawed dog semen.