Чтение онлайн

Замораживание спермы — сложный физико-биохимический процесс. На первый взгляд кажется, что сперматозоиды в замороженном (анабиотическом) состоянии находятся в необычайных условиях, не совместимых с сохранением их жизнеспособности. Но в действительности сперматозоиды в процессе замораживания при оптимальном режиме находятся почти в привычной для них среде, т. е. в жидкой фазе, которая при дальнейшем глубоком охлаждении существенно не изменяет свою структуру, а только свои физические свойства, переходя в твердое аморфное состояние.

Консервирование сперматозоидов методом глубокого замораживания создает следующие возможности: использовать только качественную сперму от проверенных по качеству потомства элитных самцов племенных животных; использовать почти 100 % полученной и сохраненной спермы, в то время как при жидкой сперме используется едва 40–50 %; сократить транспортные расходы и повысить эффективность искусственного осеменения вне зависимости от местонахождения племпитомников; организовать широкий международный обмен спермой ценных племенных животных; обеспечить сохранение на длительные сроки ценного запаса спермы от элитных племенных животных и — что не менее важно — предохранить животных от опасных инфекционных и паразитических заболеваний, передаваемых половым путем. Неограниченные возможности сохранения генетического материала, которые создает криоконсервирование спермы при сверхнизких температурах, несомненно, побуждают ученых проводить многочисленные исследования, гарантирующие доведение этих процессов до совершенства.

В то время как способ искусственного осеменения животных с использованием глубокозамороженной спермы давно и широко распространен во всем мире, в медицинской практике это сравнительно новый метод.

Менее чем за 20 лет искусственное оплодотворение замороженными сперматозоидами решительно проникло и в сферу человеческих нравов. Во всем мире число детей, родившихся в результате искусственного оплодотворения, уже превысило несколько десятков тысяч. На практике существует два возможных случая искусственного оплодотворения женщины: первый — сперматозоидами мужа и второй — постороннего донора. В первом случае цель достигается использованием семенной жидкости супруга, в которой концентрируют и активируют сперматозоиды. После криоконсервации их используют в необходимый момент для искусственного осеменения.

Если никакая предварительная обработка не в состоянии активизировать сперматозоиды супруга, остается единственное решение — прибегнуть к искусственному оплодотворению криоконсервированными сперматозоидами постороннего донора. Установлено, что среди детей, родившихся в результате искусственного оплодотворения, значительно реже встречаются различные аномалии. Однако в этом вопросе существует ряд морально-этических и психологических проблем.

Некоторые супруги, приходя в «банк», где сохраняются замороженные сперматозоиды, испытывают серьезное беспокойство по поводу качеств донора. Во многих странах личность донора сохраняется в тайне, подбирается он анонимно, с учетом того, чтобы его данные приближались к данным супруга (рост, вес, группа крови, цвет кожи, тип нервной системы и др.). Специалисты считают, что в какой-то степени все участники этого процесса остаются в выигрыше. Донор обеспечивает себе воспроизводство своего генетического материала, мать обретает ребенка, а супруги получают наследников, которые отмечены заметным с ними сходством.

Одна из самых сложных проблем — это оплодотворение женщины сперматозоидами собственного супруга, но после его смерти. В мировой практике уже насчитывается большое число подобных случаев. Многие мужчины, которым предстоят рискованные начинания или тяжелые операции, настаивают на том, чтобы с помощью криоконсервации была сохранена их семенная жидкость. Именно для этой цели в некоторых странах даже созданы специальные лаборатории. Этот метод особенно перспективен для мужчин, страдающих болезнью Хочкина, которая излечивается, но после выздоровления они становятся стерильными.

Разумеется, при всех вариантах искусственного оплодотворения у людей возникают деликатные морально-этические и психологические проблемы различного свойства, но они не являются объектом рассмотрения в этой книге.

Мы рассмотрели проблемы, связанные с научными достижениями в области продолжительного сохранения мужских половых клеток — сперматозоидов, глубокое замораживание которых приводит их в состояние анабиоза.

Но достигнутые успехи не могли полностью удовлетворить ученых. Стал реальным способ замораживания спермы и ее длительного хранения. Почему же не добиться таких же результатов с уже оплодотворенными женскими половыми клетками (яйцеклетками)? Эта идея была осуществлена после 60-х годов, когда получил распространение метод, названный пересадкой зигот.

Чем же обусловливается повышенный интерес к этому столь перспективному, по мнению ученых, методу? Он вызван как большими теоретическими и прикладными возможностями метода, так и его биологической и экономической эффективностью. Применяя этот метод, можно получить возможность более полноценно использовать огромный биологический потенциал плодовитости, присущий определенным породистым самкам животных. Известно, например, что в яичниках коров имеется свыше 80 — 100 тыс. женских половых клеток. Из них за период эксплуатации одной коровы обычно выделяются и оплодотворяются лишь 5 или 6 яйцеклеток и соответственно рождаются 5 или 6 телят. Остальные яйцеклетки не могут реализовать свои возможности. До сих пор для создания стада из потомков коровы с генетически выявленной продуктивностью были необходимы десятки лет. Если корове-донору ввести гормоны, стимулирующие функцию яичника, то можно вызвать суперовуляцию, при которой одновременно выделяется 12–15 и больше яйцеклеток вместо одной, как это происходит при нормальной циклической функции яичников. Эти яйцеклетки попадут в яйцевод, где их при искусственном осеменении оплодотворят консервированными сперматозоидами, взятыми от племенных производителей, потомство которых обладает высокопродуктивными качествами. Зиготы извлекают на 6-й или 7-й день, оценивают под микроскопом их жизнеспособность, а затем, глубоко заморозив (до состояния анабиоза), сохраняют в специальной среде. В нужный момент их размораживают и пересаживают в половой аппарат низкопродуктивных коров — «приемных матерей». Пересаженные зиготы (от высокопродуктивных животных) вынашивают до рождения низкопродуктивные животные, причем они не в состоянии повлиять на наследственные признаки этих зигот. Биологический эффект такого метода состоит в том, что от коровы с высокопродуктивными качествами (дающей, например, 10 тыс. л молока в год), можно будет получить за 2–3 года 50–60 телят. Все они будут обладать генетически обусловленной высокой продуктивностью элитной матери — донора. В этом и заключается большой экономический эффект. Подкрепляется он и еще одним обстоятельством: вместо того чтобы ввозить высокопродуктивных коров из-за границы, для чего необходим специальный транспорт, затрата больших средств, причем животные подвергаются естественному риску заболеваний, создается возможность получать такие же ценные экземпляры посредством международного обмена замороженными консервированными зиготами.

Метод трансплантации открывает возможность увеличения рождаемости у коров телят-близнецов, что увеличивает производство мяса. Этого можно добиться путем пересадки двух зигот «приемной матери».

Идея пересадки зародышей не нова. Еще в 1890 г. в Кембриджском университете англичанин Уолтер Хип сумел получить таким способом двух кроликов ангорской породы от крольчих породы «Бельгийский великан». Но более полувека никто не обращал внимания на эту интересную новость в биологии размножения. Только в 1950 г. коллектив под руководством профессора Роусона из Кембриджа начал проводить опыты по пересадке зародышей у крупного рогатого скота [19] . В период 1964–1969 гг. уже появились первые сообщения об успешных опытах с коровами: Роусона и его сотрудников, а позже Беттериджа и Митчела (1974 г.); Хана и его сотрудников (1974); Микельса (1974 г.); Грэхема (1974 г.); Гордона (1975 г.) и других. Для этого периода характерно то, что до 1976 г. зиготы извлекали хирургическим путем. Позже все большее распространение получило извлечение зигот с помощью зонда. Это метод дает лучшие результаты, и его можно применять в условиях молочной фермы. Извлеченные зиготы подвергают тщательному исследованию, и в случае одобрения их пересаживают коровам или переводят в состояние анабиоза, замораживают для сохранения на более продолжительный срок и использования в будущем.

Криоконсервация имеет два серьезных преимущества: во-первых, пересадку можно осуществлять в нужный момент и, во-вторых, законсервированные зиготы можно перевозить на большие расстояния (даже за границу).

Преимущество нехирургических методов извлечения и пересадки зигот у крупного рогатого скота состоит в следующем: возможности повторного использования одной и той же коровы-донора; пересадку можно осуществлять в условиях молочной фермы, когда корова находится в стоячем положении; нет опасности, связанной с вскрытием перитониальной полости.

Однако у овец, коз и свиней пока продолжают применять хирургические пересадки, в то время как у лошадей нехирургические методы дали до 75 % выживаемости пересаженных зародышей [20] .

В последнее время разработаны методы кратковременного сохранения зигот коров в яйцеводах крольчих, которые в данном случае используются как промежуточные биологические «инкубаторы». Этих крольчих можно без труда перевозить на большие расстояния, и в течение нескольких дней сохранять зиготы, которые затем пересаживают подготовленным для этой цели телкам и коровам. Этот метод однажды поспособствовал одной курьезной операции: находчивые контрабандисты, чтобы переправить через границу запрещенную к вывозу ценную породу крупного рогатого скота, с помощью специалистов пересадили зиготы в яйцеводы крольчих, которых «законным путем» вывезли в другую страну.

Возможность пересаживать зиготы одного вида животного другому виду натолкнула ученых на мысль попытаться осуществить пересадку зигот редких видов диких животных, которые в условиях неволи в зоопарках не приносят потомства. Так, например, недавно в США благодаря сотрудничеству между несколькими зоопарками и университетским медицинским центром в штате Цинциннати был извлечен зародыш из утробы тигрицы и пересажен львице, которая и родила тигренка [21] . Подготавливаются опыты и с другими редкими видами диких животных. Специалисты считают, что таким образом можно будет сохранить некоторые виды животных, которых остается все меньше и меньше. Так, например, полным ходом идет подготовка экспериментов по пересадке коровам зародышей некоторых диких африканских и индийских видов жвачных животных, которым грозит полное исчезновение.