1 Обзор литературы
1.1 Половой цикл и его регуляция
1.1.1 Половой цикл
Половая зрелость (pubertatem) – это способность животных производить потомство. Половое созревание может наступать в разное время. В основном, зрелость наступает до окончания физиологического созревания. Обычно половое созревание наступает через шесть месяцев, в то время как физиологическая зрелость наступает более чем через два года (Зейналов О. А., Савинова Т. С., Андрюшина В. А., 2017).
Половой цикл (sexualem exolvuntur) – это сложный нейрогуморальный, цепной рефлекторный процесс, сопровождающийся комплексом физиологических и морфологических изменений в половых органах и во всем организме самки от одной стадии возбуждения до другой (рисунок 1).
Рисунок 1 ? Половой цикл кошки
Проэструс – стадия, во время которой проходит подготовка половых органов и организма к половому акту. Эта фаза у кошек может длится от 1 до 3 дней. Внешние признаки не выражены.
На стадии проэструса, в иностранных источниках его еще могут называть стадией предшественника, начинает вырабатываться гормон, который активно вызывает созревание и рост фолликулов в яичниках. В фолликулах вырабатывается эстроген, гормон, готовящий половые пути самки к спариванию. В стадии проэструса кошка начинает вести себя беспокойно - начинает тереться о предметы, охотно идет на контакт с животными и людьми (рисунок 2). Аппетит снижается, а возможна и его потеря. Кроме того, кошка может кричать. В этот период самка не пускает самца. Они также начинают мочиться часто и в разных местах. С мочой выделяется валериановая кислота, которая действует как половой фермент кошек, оказывает стимулирующее действие на котов. Самцы проявляют больше внимания к таким кошкам, отмечают территорию, издают пронзительные звуки и устраивают между собой ссоры. Доминирующая кошка разгоняет своих соперников и постоянно следит за самкой с признаками проэструса.
Рисунок 2 ? Признаки проэструса у кошки
Эструс – период половой охоты, когда есть положительная сексуальная реакция самки на самца. Стадия характеризуется сильным половым возбуждением. В этот период кошка стремится найти партнера для спаривания. Из половых органов выделяется слизь, имеющая специфический запах, который привлекает самцов. Меняется и поведение кошки. Подавляется аппетит, вплоть до отказа от корма, самка привлекает внимание голосом, активно трется головой, шеей и промежностью о землю, всевозможные предметы или части тела владельца. Катается по полу, принимает позу для спаривания: прижимается к земле, прогибает спину (лордоз) (рисунок 3), приподнимает таз, отводит в сторону хвост. Эти характерные признаки лучше проявляются в присутствии кота или на территории, помеченной мочой кота.
Рисунок 3 ? Лордоз кошки
Наступает полная готовность кошки к спариванию, а также осуществляется выход зрелых яйцеклеток из яичников, то есть овуляция.
Половая охота длится от 4 до 10 дней. Весной она дольше, чем в другие сезоны года. Половой акт (коитус) укорачивает ее продолжительность: половая охота обычно прекращается через 1-2 дня. При спаривании с котом период эструса составляет в среднем 5-7 дней, при отсутствии контакта с противоположным полом – 8 дней. Овуляция индуцированная, то есть овуляция происходит из-за внешнего стимула. Преовуляторный пик ЛГ (лютеинизирующий гормон) регистрируют через 1,5 ч, а овуляцию – через 24-50 ч после коитуса. На месте овулировавших фолликулов образуются желтые тела, которые становятся функционально активными к концу эструса. После овуляции возрастает выработка прогестерона, а эстрогена снижается.
Диэструс – период функционирования желтого тела полового цикла, самая активная часть лютеиновой фазы полового цикла, начинающаяся сразу же после овуляции. Начинается с момента прекращения половой охоты и заканчивается регрессией желтого тела. Продолжительность диэструса варьируется от 30 до 73 дней и в среднем составляет 42 дня. Концентрация прогестерона в плазме периферической крови увеличивается и на 16-17-й день после овуляции достигает максимальных значений.
Анэструс – период полового покоя. Рост и развитие фолликулов продолжается, однако диаметр самого крупного пузырчатого фолликула не превышает 0,5 мм. Прогестагенная и эстрогенная активность яичников в этот период низкая. Концентрация ЛГ в плазме периферической крови находится на самом низком уровне. Концентрация мелатонина – гормона шишковидной железы, напротив, повышена. Этот гормон играет ключевую роль в регуляции продолжительности анэстрального периода у кошек.
Циклические изменения влагалищного эпителия во время полового цикла кошек выражены слабо. По этой причине метод влагалищных мазков малопригоден для диагностики стадии полового цикла. К тому же техника взятия влагалищных мазков у кошек достаточно сложна, трудоемка и сопряжена с риском травмирования и инфицирования их половых органов (Ибшинов Д. Ф., Нижегородова О. В., 2003).
У кошек есть свои особенности полового цикла, характерные для их вида. Половая охота проявляется ярко и сопровождается сильным половым возбуждением. Овуляция индуцированная: яйцеклетка к этому моменту зрелая (на стадии ооцита 2-го порядка). При отсутствии контакта с противоположным полом у кошек отмечают ановуляторные половые циклы, при бесплодном спаривании – овуляторные. Продолжительность ановуляторного полового цикла составляет в среднем 14-21 день, овуляторного – 42 дня. Первый эструс после родов обычно проявляется в первые 7-14 дней после отъема котят. При отсутствии подсоса (гибели котят, их искусственном вскармливании с первого дня жизни и т. д.) кошки способны прийти в охоту уже на 2-7-й день после родов. В ановуляторном половом цикле кошек различают проэструс, эструс и интерэструс, овуляторном – проэструс, эструс и диэструс (Скопичев В.Г., Боголюбова И.О., 2007). Интерэструс – третья стадия ановуляторного полового цикла. Начинается после окончания половой охоты и длится фактически до начала следующего эструса. В начале интерэструса в яичниках обнаруживаются неовулировавшие фолликулы диаметром 2-4 мм. Эти фолликулы персистируют в течение не более чем за 3-7 дней и регрессируют. Продолжительность интерэструса может сильно варьировать и в среднем составляет 8-9 дней. Иногда интерэструс длится всего несколько дней, и в таких случаях возникает впечатление, что кошка постоянно находится в охоте. После последнего эструса полового сезона у кошек возникает анэструс.
Такое деление полового цикла кошек на стадии не является общепринятым.
?
1.1.2 Регуляция полового цикла
Регуляция полового цикла осуществляется работой эндокринной и нервной системами.
Нервная система.
Основными функциями нервной системы являются: управление деятельностью целостного организма при помощи нервных и гуморальных сигналов на основании сбора, анализа и интеграции информации, поступающей из отдельных частей организма и окружающей среды.
Соматическая нервная система (СНС) иннервирует органы тела (сому) и связывает организм с внешней средой при помощи органов чувств, кожной чувствительности и движения. Центры соматической системы расположены в центральной нервной системе, высший отдел которой является кора головного мозга, контролирующая высшую нервную деятельность. Она играет главную роль в координации поведения животных, в частности сексуального поведения.
Вегетативная система, или автономная, обеспечивает иннервацию органов и систем организма, содержащих гладкие мышечные волокна и железистый эпителий: органы пищеварения, дыхания, кровоснабжения, выделения, размножения и внутренней секреции. Вегетативная система делится на симпатическую и парасимпатическую части, которые координируют работу внутренних органов и, в частности, репродуктивной системы, оказывая на них противоположное действие– стимулирующее и тормозящее. У самок возбуждение ?-адренорецепторов симпатической части способствует расслаблению матки, а их блокада или возбуждение холинорецепторов парасимпатической части инициирует сокращение органа.
Эндокринная система.
Эндокринная система является одной из наиболее важных регуляторно- интегрирующих систем организма. Органы и отдельные клетки, входящие в состав эндокринной системы, вырабатывают и выделяют в кровь биологически активные вещества – гормоны, которые оказывают строго специфическое регуляторное действие на органы и ткани организма.
В управлении процессами размножения нервная и эндокринная системы выступают как единая регулирующая нейроэндокринная система. Функцию координирующего центра в этой системе выполняет комплекс ЦНС-гипоталамус (Дюльгер Г.П., Седлецкая Е.С., 2021).
Гипоталамус – надбугровая область промежуточного мозга, представляет собой одновременно нервное образование и эндокринную железу.
Опираясь на рисунок 4 можно проследить следующие этапы.
1. Гормон гипоталамуса – Гн-РГ (гонадолиберин) инициирует выделение из аденогипофиза ФСГ (фоллитропин) и ЛГ (лютропин);
2. ФСГ стимулирует рост и развитие фолликулов, и выработку ими эстрогенов и ингибина;
3. Ингибин избирательно блокирует секрецию ФСГ;
4. Эстрогены, воздействуя на органы-мишени, индуцируют развитие течки, полового возбуждения и охоты;
5. В период половой охоты, когда концентрация прогестерона низка, а эстрогенов чрезмерно повышена, половой акт инициирует циклический выброс Г-РГ, ФСГ и ЛГ (рисунок 4);
6. Преовуляторный пик ЛГ индуцирует созревание первичных ооцитов и преовуляторных фолликулов, их овуляцию, базальная секреция ЛГ – формирование желтых тел и выработку ими прогестерона;
7. Прогестерон через механизмы отрицательной обратной связи контролирует секрецию Г-РГ, ФСГ и ЛГ: высокие его концентрации блокируют выделение этих гормонов, а низкие — способствуют ему (Дюльгер Г.П., Седлецкая Е.С., 2021).
Рисунок 4 ? Схема регуляции полового цикла самки
Эстрогены. У особей женского пола эстрогены образуются железистыми клетками внутренней теки фолликулов, звёздчатыми клетками жёлтых тел и интерстициальными клетками, а также клетками гранулёзы развивающихся фолликулов. В организме самки эстрогены изменяют обменные процессы, повышают возбудимость клеток центральной нервной системы. В источниках литературы встречается информация, что у неполовозрелых животных под действием эстрогенов происходит развитие органов репродуктивной системы (Ларионова М. И., Татарникова Н. А., 2020).
Фолликулы развиваются благодаря секреции эстрадиола, концентрация данного гормона достигает своего пика в период эструса. В момент анэструса и инерэструса концентрация эстрадиола поддерживается на базовом уровне. Также эстрадиол в крови кошки меняется в зависимости от периода цикла.
По данным исследований зарубежных коллег, в момент проэструса уровень эстрадиола варьирует от 20 до 40 пг/мл. В состоянии эструса показатели этого гормона достигают 25-80 пг/мл, тогда как в процессе диэструса референтый интервал колеблется от 12 до 40 пг/мл.
Если овуляция не произошла, концентрация эстрадиола снижается до базального уровня за 5-10 дней, после овуляции - в течение 2-3 дней. Для поведенческого эструса и выброса гонадотропинов необходимым условием является рост концентрации эстрадиола в период развития фолликулов (Ларионова М.И., Татарникова Н.А., 2020).
Прогестерон. Относится к гормонам жёлтого тела и синтезируется клетками жёлтого тела, а также лютеинизирующими клетками гранулёзы и внутренней теки фолликула. Прогестерон образуется в корковом слое надпочечника и в плаценте. Основным физиологическим действием прогестерона является подготовка организма к беременности, регуляция процессов зачатия, имплантации оплодотворённой яйцеклетки, вынашивание беременности, роды и лактация. Это действие прогестерон оказывает в синергизме с эстрогенами. Под влиянием прогестерона, в матке происходят секреторные изменения эндометрия - в маточных железах начинается интенсивная секреция, направленная на создание благоприятных условий для сохранения в половых путях оплодотворённой яйцеклетки и её нидации в слизистую оболочку матки. В ранние сроки снижение прогестерона в крови самки грозит прерыванием беременности.
В период проэструса, эструса и диэструса концентрация прогестерона поддерживается на базальном уровне вплоть до овуляции, обычно этот показатель соответствует <1нг/мл, однако в момент диэструса может варьировать <1- 30нг/мл (Ларионова М.И., Татарникова Н.А., 2020).
Гонадолиберин (люлиберин, гонадотропин-рилизинг-фактор, гонадотропин-рилизинг-гормон Г-РГ, ЛГ-РГ, ФСГ/ЛГ-РГ) – декапептид, регулирующий синтез и секрецию гонадотропных гормонов гипофиза: фоллитропина и лютропина. Модификация молекулы ГнРГ позволила получить соединения, во много раз более активные, чем природный гормон. Эти соединения получили название синтетических аналогов, или агонистов ГнРГ. После связывания ГнРГ и его аналогов с гипофизарными рецепторами происходит интенсивное высвобождение лютеинизирующего и фолликулостимулирующего гормонов гипофиза, а затем и эстрогенов яичника. Этот процесс носит название фазы активации. Продолжительное воздействие агониста ГнРГ на гипофиз (у животных большинства видов в течение нескольких дней) приводит к истощению рецепторного аппарата, утрате чувствительности гонадотропных клеток. В этом состоянии гонадотропные клетки могут оставаться до тех пор, пока продолжается непрерывное воздействие агониста ГнРГ на гипофиз. Двухфазность механизма их действия позволяет использовать два противоположных терапевтических эффекта на репродуктивную систему – стимулирующий при кратковременном режиме введения и подавляющий –при длительном.
Гипофиз–непарный орган яйцевидной формы. Располагается непосредственно под гипоталамусом в ямке гипофиза на теле клиновидной кости. Передняя доля гипофиза, или аденогипофиз, наиболее хорошо развита и состоит из клеток разной формы, размеров и окраски, образующих клеточные тяжи: лактотропоциты, гонадотропоциты и адренокортикотропоциты. Эти клетки вырабатывают гормоны, оказывающие стимулирующие (тропное) действие на деятельность молочной железы (пролактин), гонад (ФСГ, ЛГ) и надпочечников (АКТГ). Гонадотропные гормоны гипофизарного или экстрагипофизарного происхождения активируют деятельность семенников и яичников (Дюльгер Г.П., Седлецкая Е.С., 2021).
Гонадотропной активностью обладают два гормона аденогипофиза:
• фоллитропин (фолликулостимулирующий гормон, или ФСГ), который контролирует у самок – рост и созревание фолликулов, а у самцов спермиогенез. Также, он необходим для проявления действия лютеинизирующего гормона;
• лютропин (лютеинизирующий гормон, или ЛГ), ответственный у самок за овуляцию, формирование и функционирование желтого тела беременности и полового цикла, выработку лютеиновой тканью и плацентой прогестерона.
ФСГ и ЛГ по химическому составу представляют собой глюкопротеиды. Существует два типа секреции ФСГ и ЛГ: тоническая и циклическая. Тоническая секреция непрерывна, ее регистрируют у самцов и самок на протяжении всей жизни. Она регулируется через механизмы отрицательной связи: ФСГ – с ингибином, ЛГ – с прогестероном или тестостероном, соответственно у самок и самцов. Циклическая секреция ЛГ наблюдается только у половозрелых самок. Преовуляторный выброс ЛГ у спонтанно овулирующих животных индуцируется через механизм положительной обратной связи преовуляторным пиком эстрадиола.
Циклический преовуляторный выброс эстрогенов (преовуляторный пик 17?-эстрадиола) отмечают в конце проэструса, а острое повышение концентрации ЛГ (преовуляторный пик ЛГ) с овуляцией зрелых фолликулов – в первые два дня от начала половой охоты (Дюльгер Г.П., Седлецкая Е.С., 2021).
Эпифиз (шишковидная железа) — верхний мозговой придаток, относящийся к структурам промежуточного мозга. Вырабатывает нейросекрет мелатонин, характеризующийся (в зависимости от вида животного) анти- или прогонадальной активностью: способностью тормозить или, наоборот, стимулировать секрецию гонадолиберина. Отличительная особенность эпифиза — зависимость его секреторной активности от освещенности (фотопериодизм). Активность железы возрастает в темное время суток. Нейрогормон эпифиза контролирует суточный гормональный ритм в организме. У кошек цикличность зависит от светового фактора: в сезон спаривания наивысшую половую активность животные проявляют в ночное время суток. Физиологическая роль половых гормонов в организме самок и самцов исключительно многообразна. Эндокринные части яичников продуцируют эстрогены, прогестерон и ингибин, семенников — тестостерон и ингибин. Эстрогены — половые гормоны стероидной природы, состоят из 18 атомов углерода (С18). Вырабатываются растущими и созревающими третичными фолликулами, и плацентой. Различают три фракции эстрогенов — эстрадиол, эстрон и эстриол. Эстрадиол — наиболее активный из них, является первичным эстрогеном, который может превращаться в эстрон и эстриол. В организме самок эстрогены ответственны за развитие вторичных половых признаков и выводных протоков молочных желез. Эстрогены индуцируют течку, половое возбуждение и охоту, вызывают пролиферацию эндометрия, миометрия, эпителия слизистой оболочки влагалища и его преддверия, усиливают кровоснабжение половых органов, способствуют раскрытию цервикального канала, стимулируют сократительную активность матки, маточных труб и принимают активное участие в родовой деятельности, через механизмы положительной обратной связи способствуют преовуляторному выбросу ЛГ. Прогестерон — стероидный гормон (C21). Вырабатывается желтым телом полового цикла и беременности, а также плацентой. У кошек желтое тело служит основным продуцентом прогестерона только в первые 49 дней беременности. Прогестерон переводит эндометрий в секреторно активное состояние, подготавливает его к прикреплению зародыша, поддерживает в матке условия, необходимые для развития эмбриона и плода, блокирует сократительную активность матки, вызывает закрытие цервикального канала, подавляет созревание фолликулов, проявление течки, полового возбуждения и охоты, стимулирует развитие альвеол молочной железы и тормозит секрецию ЛГ. Ингибин — пептидный гормон, вырабатываемый фолликулярным эпителием третичных фолликулов и клетками Сертоли. Тормозит секрецию ФСГ в организме самок и самцов. Релаксин — пептидный гормон. Вырабатывается плацентой и желтым телом в конце беременности. Подготавливает материнский организм к родовому акту, вызывая расслабление связок таза, мышц шейки матки, влагалища и его преддверия.
Глюкокортикоиды — стероидные гормоны, вырабатываемые надпочечниками матери и плода. Кортизол (гормон стресса) — наиболее активный и глюкокортикоидный гормон, принимающий участие в регуляции родового процесса и лактогенеза. В инициации родового акта у кошек фетальному кортизолу, по-видимому, принадлежит ведущая роль. Секрецию глюкокортикоидов контролируют кортиколиберин и адренокортикотропный гормон (АКТГ). Кортиколиберин — пептидный гормон гипоталамуса, стимулирует секрецию полипептидного гормона аденогипофиза АКТГ, характеризующегося кортикотропной активностью. Простагландин Ф2? (ПгФ2?) — биологически активное соединение с гормональными свойствами, производное полиненасыщенных жирных кислот. Вырабатывается многими клетками и тканями и принимает участие в разнообразных процессах и реакциях организма. У многих домашних животных ПгФ2? служит маточным лютеолитическим фактором (вызывает регрессию желтого тела полового цикла и беременности) и принимает активное участие в инициации и поддержании родового процесса. Желтые тела полового цикла и беременности кошек малочувствительны к нему. На нейроэндокринную регуляцию половой функции кошек, как индуцированно овулирующих животных, существенное влияние оказывает общение с противоположным полом (Дюльгер Г.П., Седлецкая Е.С., 2021). Преовуляторный выброс ЛГ и овуляция у них привязаны к половому акту. Выброс ЛГ отмечают уже через 10 мин после коитуса. Максимальных значений концентрация ЛГ достигает спустя 1-4 ч после результативного спаривания (Concannon P. W. et al., 1980). Овуляция обычно наступает через 24-50 ч после коитуса. Она может быть индуцирована у кошек также нейрорефлекторным путем (при механическом раздражении влагалища кошки стеклянной палочкой) либо при помощи гормональных препаратов с ЛГ или ЛГ-релизинг активностью. Координацию полового поведения самок и самцов обеспечивают органы чувств, кожная чувствительность и движение. Важным внешним фактором, влияющим на все функции организма кошек, служит корм. Недостаточное, избыточное или неполноценное кормление не только снижает воспроизводительную способность животных, но часто бывает причиной их бесплодия (Дюльгер Г.П., Седлецкая Е.С., 2021).
1.2 Препараты, используемые для регуляции половой охоты
Синтетические прогестины, в частности мегестрола ацетат, медроксипрогестерона ацетат и пролигестон, десятилетиями использовались для контроля половой охоты у кошек и собак. Прогестины оказывают отрицательное обратное воздействие на гипоталамус и гипофиз, так что постоянные высокие концентрации подавляют выработку фолликулостимулирующего гормона ФСГ и ЛГ, что, в свою очередь, препятствует стимуляции роста фолликулов и овуляции.
Другие противозачаточные эффекты включают препятствие движению сперматозоидов к месту оплодотворения и препятствие имплантации.
Синтетические препараты отличаются тем, насколько сильно они связываются с рецепторами других стероидных гормонов, таких как андрогены и глюкокортикоиды, что определяет потенциальные побочные эффекты. Например, связывание с глюкокортикоидными рецепторами может нарушать активность глюкозы и подавлять иммунную функцию.
Более серьезные побочные эффекты, проявляющиеся особенно при более высоких дозах у кошек, включают пролиферацию матки и молочных желез и развитие опухолей, подавление иммунной системы и изменение метаболизма глюкозы, что может быть связано с сахарным диабетом.
Контрацептивы на основе прогестина продаются в различных формах, таких как капли, таблетки и инъекции.
Характеристика гестаген-содержащих препаратов.
Моногормональные препараты в мировой ветеринарной практике у мелких домашних животных используются более 50 лет. Наибольшее применение в составе оральных моногормональных препаратов для задержки на короткое или длительное время срока наступления половой охоты у кошек получили мегестрола ацетат и медроксипрогестерона ацетат, являющиеся синтетическими модификациями природного гормона прогестерона.
Общий недостаток мегестрола ацетата и медроксипрогестерона ацетата — необходимость использовать значительные разовые и суммарные (курсовые) дозы гестагена для достижения супрессивного эффекта. Так, для задержки течки в стадию анэструса применяют моногормональные препараты на их основе в дозе 5 мг один раз в 2 недели в течение 18-20 месяцев. Несмотря на то, что при пероральном введении период полураспада, например, мегестрола ацетата составляет 8 дней, для эффективного подавления уже начавшейся течки дозы необходимо увеличивать. Согласно инструкциям по применению указанных выше препаратов, для прерывания начавшейся течки требуется вводить дозу 5 мг ежедневно в течение 5-8 дней (от 25 до 40 мг суммарно на курс). При введении высоких доз медроксипрогестерона ацетата и мегестрола ацетата следует учитывать наличие у них побочных эффектов, например, глюкокортикоидной активности, причем у медроксипрогестерона ацетата она вдвое превосходит активность мегестрола ацетата при применении в той же дозе. К тому же медроксипрогестерона ацетат обладает андрогенной и анаболической активностью (Зейналов О. А., Савинова Т. С., Андрюшина В. А., 2017).
Применение больших доз мегестрола ацетата и медроксипрогестерона ацетата небезопасно, так как может привести к гормональным нарушениям с такими последствиями, как комплекс кистозной гиперплазии эндометрия и пиометры, опухоли молочной железы и фиброаденоматоз, а также к клиническим и патологическим изменениям, типичным для сахарного диабета. Частота возникновения побочных эффектов на фоне приема мегестрола ацетата и медроксипрогестерона ацетата зависит также от продолжительности применения (чем дольше применение, тем больше риск). Так, при длительном применении мегестрола ацетата у животных наблюдали побочные эффекты, такие как повышенный аппетит, приводящий к увеличению массы тела животного, вялость и беспокойство. Согласно данным литературы, вид побочного эффекта и частота его возникновения зависят не только от дозы, продолжительности приема препарата и схемы лечения, но и от возраста животного. Влияние возраста на частоту возникновения побочных эффектов при длительном использовании моногормональных препаратов было подтверждено, что у кошек в возрасте от 6 до 11 лет, которым с целью контрацепции давали мегестрола ацетат, в 15 % случаев после последующей стерилизации была выявлена аденокарцинома эндометрия, чего не наблюдали у кошек в возрасте до 6 лет, при этом у молодых животных железисто-кистозная гиперплазия эндометрия обнаруживалась в 5 раз чаще, чем у старых животных (25 и 5 % случаев, соответственно). Следует отметить, что мегестрола ацетат в составе контрацептивных препаратов для женщин не применяют.
Известно, что, кроме мегестрола ацетата и медроксипрогестерона ацетата, в качестве субстанции в моногормональных препаратах могут быть использованы сложные эфиры мепрегенола ацетата (ЛМОЛа).
