Штучне осіменіння

Штучне осіменіння (AI, *artificial insemination*) — це метод репродукції сільськогосподарських тварин, за якого отриману й заморожену сперму племінного самця вводять у матку самиці без прямого парування. Стандартна практика в сучасному тваринництві ВРХ, свиней, овець, кіз.

Історія:

• 1779 — італійський фізіолог Ладзаро Спалланцані успішно осіменив сучку
• 1899 — російський учений Ілля Іванович Іванов уперше провів AI у коней і корів
• 1949 — Полдж і Сміт відкрили кріопротектор гліцерол для заморожування сперми
• 1950-ті — упровадження замороженої сперми в США та ЄС
• 1960-ті — масове поширення (інсемінаційні станції)

Принцип:

1. Отримання сперми від бика:

• Штучна вагіна (artificial vagina) — бик стрибає на опудало (фантом) або тренувальну корову, сперма збирається в скляну ємність
• Електроеякуляція — для проблемних биків або при захворюванні
• Частота: 2× на тиждень, 1–2 еякуляти за один раз
• Об'єм 1 еякуляту: 5–10 мл, ~1 мільярд сперматозоїдів

2. Оцінювання та розведення:

• Мікроскопічний контроль: рухливість, морфологія (форма), концентрація
• Розведення в розріджувачі (egg yolk + гліцерол + цитратний буфер)
• Розподіл на дози: типово 20–30 млн сперматозоїдів / дозу (= 1 осіменіння)
• Один еякулят → 200–500 доз

3. Заморожування:

• Пайєти (straws) — соломинки 0,25 мл, пластикові, з кольоровим кодуванням за биком
• Поступове охолодження: 22 °C → 4 °C → -100 °C → -196 °C (рідкий азот)
• Зберігання в дьюарі з LN₂ (рідкий азот)
• Термін зберігання: практично необмежений (50+ років доведено)

4. Осіменіння корови (фермер або технік-осіменатор):

• Термін: 6–18 год від початку тічки (див. Тічка (еструс))
• Розморожування пайєти: 35 °C, 45 сек у водяній бані
• Введення:
• Осіменатор уводить осіменіннєвий пістолет через піхву, шийку матки, у тіло матки (близько 20 см глибини)
• Одну руку має в прямій кишці — пальпує шийку матки й веде пістолет
• Упорскує весь об'єм (0,25 мл) у матку
• Тривалість дії: 30 сек – 2 хв для досвідченого осіменатора

Підготовка осіменатора:

• Лікарі ветеринарної медицини (ВНЗ) — без обмежень
• Зоологи / агрономи — спеціальний курс «Технік-осіменатор»
• Самі фермери — курс «Власне осіменіння» (приблизно 40 год), потім ліцензія лише на власне стадо (НЕ на осіменіння чужих корів)

Економіка та практика:

Ціна 1 дози сперми (2024):

• Стандартна генетика: 200–400 крон/доза
• Топ-генетика (Top 100 USA TPI): 600–1 500 крон
• Сексована сперма (90 % теличок): 1 200–2 500 крон
• Лінія ембріотрансферу: 5 000–25 000 крон
• Ціна за 1 запліднення (1,8 дози в середньому): 360–2 700 крон

Конкуренція — природне парування (бик у стаді):

• Плюси: 95 % запліднення, жодних витрат на осіменатора, не треба виявляти тічку
• Мінуси: 1 бик = 1 генетична лінія (проти 20+ AI варіантів), ризик травмування корови/бика, зоонози, генетично середні бики

Сучасний стан:

• ~98 % молочних корів осіменюються (майже всі)
• ~75 % м'ясних корів осіменюються (решта — природне парування)
• Інсемінаційні станції та імпортована сперма: значну частку становить генетика голштинів зі США, а також місцева та інша європейська генетика

Сексована сперма (sex-sorted):

• Принцип: сперматозоїди X (телички) та Y (бички) сортуються проточною цитометрією (кількість ДНК у голівці X на ~3,8 % більша)
• Надійність: 90 % бажаної статі
• Нижча рухливість — типово 30 млн сперматозоїдів/дозу (проти 25 млн конвенційних)
• Ціна: 1 200–2 500 крон/доза
• Застосування: ранні телички (гарантовані телички для розведення), топ-корови для племінних ліній

Ембріотрансфер (ET):

• Вищий рівень генетики: суперовуляція топ-корови → ембріотрансфер у корів-реципієнтів
• Принцип:

1. Топ-корова-донор: гормональна стимуляція (FSH 4 дні)
2. Осіменіння топ-биком
3. Ембріони (7-денні) вимиваються з матки
4. Пересадка в 5–10 корів-реципієнтів (синхронізованих)

• Ціна: 50 000–150 000 крон за 1 цикл
• Топ-корова генерує 6–10 телят на рік замість 1 (порівняно з природним методом)

Див. також Тічка (еструс), Отелення, Теличка, Вушна бирка, Доїльний зал (типи).