INSEMINACE A REPRODUKČNÍ BIOTECHNOLOGIE

4. cvičení - opakování

Pohlavní diferenciace, pohlavní znaky, pohlavní orgány

ROZMNOŽOVÁNÍ

    Základní vlastnost živých organismů = zachování druhů Nepohlavní (nižší organismy - dělení buňky mateřské) Pohlavní rozmnožování (splynutí pohlavních gamet = vajíčka a spermie) Pohlavní dimorfismus (rozdílná pohlavní ústrojí), ale obecně stejné složení obou soustav = pohlavní žlázy, vývodné cesty, pářící orgány

POHLAVNÍ DIFERENCIACE

 Vznik pohlavní soustavy za embryonálního vývoje -genitální lišty (bisexuální základ)  Diferenciace vlivem pohlavních hormonů a chromozomů     Určení pohlaví = v době oplození, vlivem sex-chromozomů (XX a XY) Poruchy v diferenciaci pohl. orgánů - hermafroditismus (obojí pohlavní žlázy) - infantilismus (nedostatečný vývoj pohl. orgánů u samic)

POHLAVNÍ ZNAKY, POHLAVNÍ FUNKCE

 Pohlavní funkce - vývoj po narození  Pohlavní znaky – primární (tvořeny pohlavními žlázami)  Sekundární pohlavní znaky - u samců: ústrojí hromadění, vedení a vypuzování spermatu (nadvarle, chámovod, močová roura a penis a přídatné pohlavní žlázy) - u samic: vejcovod, děloha, vagina, vulva, klitoris    Pohlavní žlázy v klidu do pohl. dospělosti (puberty) Puberta - produkce hormonů = vliv na vývoj pohl. ústrojí, druhotných pohl. znaků a u samic - vývoj mléčné žlázy Začátek funkčnosti pohlavní soustavy - pohlavní zralost

REPRODUKČNÍ SCHOPNOST

 Reprodukční schopnost = schopnost páření a rozmnožování - u samice: nastoupení ovariálního cyklu, dostavení se říje, rozvoj mléčné žlázy u samců: produkce testosteronu, spermiogenetickou aktivitu, funkční vývoj přídatných pohlavních žláz, dostavení se libido sexualis Pohlavní dospělost - nevyužívá se v plemenitbě (není dokončen tělesný vývoj) Chovatelská dospělost = stupeň zralosti pohlavní a tělesné dospělosti zvířete (zařazení do plemenitby) Klimakterium = zánik pohlavního cyklu samic

POHLAVNÍ A CHOVATELSKÁ DOSPĚLOST HOSPODÁŘSKÝCH ZVÍŘAT

Druh zvířete Pohlavní dospělost(měsíce) Chovatelská dospělost (měsíce) skot

6 - 9 12 - 20

prase

4 - 9 8,8 –12

ovce kůň

4 - 9 8 - 16 10 - 18 36 - 52

SAMČÍ POHLAVNÍ SOUSTAVA

 Pohlavní soustava samčí zahrnuje: - párová varlata (testes) - nadvarle (ductus epididymidis) - chámovod (ductus deferenc) - penis   Samčí přídatné žlázy pohlavní vesicula seminalis (semenné váčky)   prostata glandulae bulbourethrales(Cowperovy žlázy)

SAMČÍ POHLAVNÍ SOUSTAVA

Varlata opouští ductus deferenc (chámovod; 9), který se terminálně rozšiřuje v ampulla ductus deferentis (10) a společně s vývodem vesicula seminalis (11) vstupuje do samčí močové roury (3). V této lokalitě prochází tělem prostaty (12). Již jako ductus ejaculatorius přijímá vývod bulbouretrální žlázy (13) a pokračuje tělesem penisu (5) na jeho glans penis, kde vyúsťuje do vnějšího prostředí.

(Kudweis, 2000)

Samčí pohlavní soustava

močový měchýř prostata pars prostatica urethrae pars membranosa urethrae corpus cavernosum penální uretra corpus spongiosum vesicula seminalis ampula d.ejaculatorius

gl.bulbourethralis

ductus deferenc

(Kudweis, 2000)

glans penis struktury šourku (scrotum)

POHLAVNÍ ORGÁNY BÝKA

         Šourek Varle Nadvarle Chámovod Semenné váčky Prostata Cowperovy žlázy Pyj Předkožka

•

Varlata

se vyvíjejí v zadní části dutiny břišní. Později sestupují do šourku, ve kterém jsou zavěšeny na terminálním konci

semenných provazců

.

• Každé varle s sebou při sestupu přináší serózní obal,

tunica vaginalis

, který se odštěpuje od peritonea. Na tomto obalu spočívá silné, povrchové vazivové pouzdro

tunica albuginea.

Tunica albuginea je na zadním obvodu varlete zesílena v tzv.

mediatinum testis

, které do nitra varlete vysílá vazivová septa, rozdělující varle na četné

testikulární lobuly

.

• Varle je žlázový orgán, složený ze systémů tzv.

semenotvorných kanálků .

• Směrem od tunica vaginalis

do nitra varlat postupují stočené úseky semenotvorných kanálků.

Směrem ke středu varlete se tyto kanálky napřimují v přímé segmenty

.

Tyto přímé úseky propojují navzájem semenotvorné kanálky s labyrintem epitelových vývodů, které vytvářejí tzv. eferentních vývodů.

rete testis

. Rete testis je v oblasti mediastina připojeno k hlavě nadvarlete (epididymis) prostřednictvím

VARLE A NADVARLE

   I-býk II-hřebec III-kanec

Varle a nadvarle

ductus deferens

hlava nadvarlete ductuli efferentes

tělo nadvarlete (epididymidis)

mediastinum testis rete testis tubuli seminiferi septum tunica albuginea tunica vaginalis ocas nadvarlete tubuli recti

(Kudweis, 2000)

Sertoliho buňky

• Tyto buňky svoji základnou spočívají na bazální lamině, zatímco jejich volné apikální konce často vyčnívají do lumen semenotvorných kanálků.

Základní funkce Sertoliho buněk:

• podpora, ochrana a regulace výživy vyvíjejících se spermií • fagocytóza (pohlcování odlučované cytoplasmy spermatid) • sekrece (např. inhibin)

Intersticiální tkáň varlete

Prostor mezi semenotvornými kanálky varlete je vyplněna intersticiální tkání, která zahrnuje:  shluk vazivové tkáně  kumulace nervů, krevních a lymfatických cév  intersticiální buňky Leydigovy – jedná se o buňky, produkující steroidy. Tyto buňky syntetizují pohlavní hormon testosteron, odpovědný za vývoj sekundárních samčích pohlavních znaků

TUNICA DARTOS

mesote l mazové žlázy chlupové folikuly ekrinní kožní žlázy svalová vrstva epidermis Colessova povázka tunica vaginalis

(Kudweis, 2000)

PŘÍDATNÉ POHLAVNÍ ŽLÁZY (SEMENNÉ VÁČKY, PROSTATA, COWPEROVY ŽLÁZY)           I-býk II-kanec a-močový měchýř b-močovod c-chámovod d-semenné váčky e-ampule chámovodu f-prostata g-močová roura h-cowperovy žlázy

PŘÍDATNÉ POHLAVNÍ ŽLÁZY (A-býk; C-kanec; D-hřebec) 1 močový měchýř;2-močovod;3-vyústění močovodu do močového měchýře;4-močová roura; 5-ductud deferenc;6-ampula;7-vesicula seminalis;8 vyústění ductus ejaculatorius do močové trubice; 9 – prostata; 10 – gl. bulbourethralis B vyústění močovodu a ductus ejaculatorius býka

(Marvan, et al., 2003)

PŘÍDATNÉ POHLAVNÍ ŽLÁZY (VÝZNAM)

 Vytvářejí semennou plazmu (přirozené ředidlo spermií) Semenné váčky: vyměšují sekret na konci ejakulace (žlutavá barva), výživa pro spermie -obsah fruktózy Předstojná žláza = prostata: sekret při koitu vypuzován těsně před a souběžně se spermiemi, neutralizuje kyselost pohl.ústrojí samice Cowperovy (bulbouretrální žlázy): sekret na začátku ejakulace, neutralizace kyselosti moč. roury samce

PYJ (PENIS) - UTVÁŘENÍ ŽALUDU PYJE I-býk II-beran II-kanec

Samičí pohlavní soustava

•

Samičí pohlavní soustava je zaměřena na produkci

:

samičích pohlavních buněk (vajíček), produkci samičích hormonů (estrogeny, progesteron), vývoj zárodku ( plodu), pro přijetí samčího semene při kopulaci a slouží zároveň jako cesta porodní Samičí pohlavní soustava se skládá z:



pohlavních žláz (vaječníků)



vejcovodů



dělohy



pochvy



zevních samičích pohlavních orgánů poševní předsíň - vulva

Schematické srovnání pohlavních orgánů klisny, krávy, prasnice a feny

1 – ovarium; 2 – vejcovod; 3 – děložní rohy; 3´- společná děložní mediální stěna; 4 – vlastní tělo děložní; 5 – krček děložní; 6 – pochva; 7 – poševní předsíň; 8 - vulva

Vyústění močové roury (tvořící hranici mezi pochvou a poševní předsíní). U samic před první kohabitací je v této lokalitě slizniční řasa, h y m e n, která po ruptuře obliteruje v přístěnné vazivové pruhy.

(Kudweis, 2000)

SAMIČÍ POHLAVNÍ SOUSTAVA

(Kudweis, 2000)

Samičí pohlavní orgány (topografie)

• Vulva (vateň) – představuje zevní ohraničení samičích pohlavních orgánů a tvoří tzv. stydkou krajinu samičí. Ta je ohraničena pravým a levým stydkým pyskem, které společně uzavírají vlastní štěrbinu stydkou (rima pudendi).

4 – vaječník; 5 – vejcovod; 6 – děložní roh; 6´- společná děložní stěna; 7 – tělo děložní; 8 – cervix; 9 – pochva; 3 – vyústění močové roury; 10 – poševní předsíň; 11 – corpus clitoridis; 12 - vulva sinistra

(Kudweis, 2000)

SAMIČÍ POHLAVNÍ ORGÁNY

   I-kráva II-prasnice III-klisna      Vaječníky Vejcovody Děloha Pochva Vulva

ULOŽENÍ POHLAVNÍCH ORGÁNŮ KRÁVY

VAJEČNÍK (OVARIUM)

• •  Vaječník je párová samičí pohlavní žláza , uložená díky neúplnému sestupu, pod stropem dutiny břišní. Povrch vaječníků je krytý jednovrstevným kubickým epitelem , případně dlaždicovým, který je označován jako epitel germiální. • • Pod tímto epitelem je uložen vazivový, stromální obal, tunica albuginea. Ta propůjčuje ovariu bělavou barvu.

Tělo vaječníku

je členěno na

oblast kůry

(

zona parenchymatosa

) a

oblast dřeně

(

zona vasculosa

). V oblasti

korové probíhá vývoj ovariálních folikulů

, které v části dřeňové chybějí.

VAJEČNÍK SAVCE

         a-branka vaječníku b-zárodečný epitel c-primární folikuly d,e-sekundární folikuly f-grafův folikul g- ovulace h-krevní cévy i-žluté tělísko j-zánik žl.tělíska k-vaječná buňka

VAJEČNÍK S ČÁSTÍ VEJCOVODU

           Vaječník krávy Vaječník prasnice a- grafův folikul b-zrající folikuly c-jizva po ŽT d-zánik ŽT e-třásně nálevky f-břišní ústí g-kličky vejcovodu h-závěsný vaz i-vaječníkové okruží

VEJCOVOD (TUBA UTERINA, OVIDUCTUS)

  Pohyblivá svalová trubice, jeden konec se otevírá do dutiny peritoneální poblíž ovaria, opačný konec pak prochází stěnou děložní do jejího nitra Stěna se skládá ze tří základních vrstev: sliznice: jednovrstevný cylindrický epitel s řasinkami a sekrečními buňkami svalovina seróza

VEJCOVOD

(Kudweis, 2000)

DĚLOHA (UTERUS)

 Dutý orgán, v kterém se vyvíjí zárodek  Skládá se z těla

(corpus uteri),

dvou rohů děložních

(cornua uteri)

a krčku děložního

(cervix uteri)

 Stěna dělohy je tvořena ze tří vrstev: endometrium: jednovrstevný cylindrický epitel s řasinkami a sekrečními buňkami myometrium perimetrium (seróza)

DĚLOHA (UTERUS)

(Kudweis, 2000)

MORFOLOGICKÉ ROZDÍLY POHLAVNÍHO ÚSTROJÍ SAMIC HOSPODÁŘSKÝCH ZVÍŘAT

Ovogeneze a ovariální cyklus samic

(Kudweis, 2000)

SPERMATOGENEZE OOGENEZE prvé meiotiké dělení sekundární spermatocyty a oocyty druhé meiotiké dělení spermatidy ootidy prvé pólové tělísko

STADIA OVOGENEZE

1. Rozmnožování Začíná u plodu samice na povrchu vaječníku Buňky zárodečného epitelu se množí a mitoticky dělí Ovogonie - přestup do kůry - ovocyt I.řádu = vznik primárních folikulů - u telete do 300 000

2. RŮSTU

 2 fáze  1.fáze = před narozením samice (ovocyty 1.ř. - konjugace chromozomů, výměna genového materiálu, růst jádra, aktivní syntéza RNA a proteinů)  2. fáze = přerušena do období pohlavního dospívání samice  ovocyty – zvětšování = přeměna primárních folikulů na rostoucí a zralé

VÝVOJ ROSTOUCÍCH FOLIKULŮ

 Stroma v okolí folikulu (primárního mnohovrstevného) se diferencuje v tzv. theca folliculi. Ta se ve stadiu počínajícího vezikulárního folikulu štěpí na theca folliculi interna (vnitřní) a externa (vnější).  Buňky

theca folliculi

interna syntetizují

androstendion

, který je prostřednictvím buněk membrana granulosa konvertován na

estradiol

.

 Počet buněk

membrana granulosa

vezikulárního folikulu se zvyšuje. Mezi buňkami se postupně hromadí tekutina, zvaná liquor folliculi. Dutinky, které obsahují tento liquor postupně splývají a dávají vznik prostoru, popisovanému jako antrum.

 Buňky

membrana granulosa

jsou více kumulovány v určitém místě stěny folikulu a vytvářejí zde malý pahrbek, cumulus oophorus (vejconosný hrbolek). Ten vyvstává do nitra antrum folliculi.

3. ZRÁNÍ

   Počátek proběhl již v prenatálním období, kdy byl přerušen v diplotenním stadiu prvního zracího dělení, se dokončuje před ovulací.

Oddělí se I. pólové tělísko 2. zrací dělení - přerušeno v metafázi (sekundární ovocyt) - dokončeno po oplození vajíčka - oddělí se II. pólové tělísko  Výsledkem ovogeneze = 1 oplozeníschopné vajíčko + 2 neplnohodnotná pólová tělíska (zanikají)

VAJEČNÍK A TYPY FOLIKULŮ

 Primární folikuly – tvořeny ovocyty I.Ř (v profázi 1. zracího dělení, v pubertě přetrvává jen část ty se zvětšují a mění na

folikuly rostoucí

) = mikroskopické  Sekundární folikuly (rostoucí) – mají větší vaječnou buňku, více vrstev folikulárních buněk - produkce sekundárního obalu „sklovité blanky“ = makroskopické  Terciární (Graafův) folikul - zralý folikul (měchýřek o průměru 15 mm) - obsahuje ovocyt II. řádu (v metafázi 2. zracího dělení), uložený ve „vejconosném hrbolku“, několik vrstev folikulárních buněk produkce estrogenů

ZRALÝ FOLIKUL (GRAAFŮV)

CUMULUS OOPHORUS fibro vaskulární hrot membrana granulosa corona radiata jádro oocytu (vesicula germinativa) discus proligerus

(Kudweis, 2000)

liquor theca folliculi interna a externa

OVARIÁLNÍ CYKLUS

        Vaječník (bez vývodu), vaječné buňky - uvolnění prasknutím Prasknutí Graafova folikulu a uvolnění vajíčka = ovulace (spontánní děj v závislosti na říji) Folikuly dozrávají a ovulují střídavě na L a P vaječníku Vajíčko je vyplaveno ven do nálevky vejcovodu - dokončení vývoje Prasklý folikul - vývoj žlutého tělíska Růst žlutého tělíska (proliferace) - u krávy 7 dnů Neoplození – zánik (involuce), u krávy 13.-14.den po ovulaci – na jeho místě jizva Oplození – žluté tělísko přetrvává po celou graviditu (produkce progesteronu)

OVARIUM V RŮZNÝCH STÁDIÍCH ESTRÁLNÍHO CYKLU

(Kudweis, 2000)

OVARIÁLNÍ CYKLUS

(Kudweis, 2000)

ŘÍJOVÉ CYKLY(ROZDĚLENÍ)

 Monoestrická = zvířata žijící divoce -pohlavní aktivita vázána na roční dobu -porod na jaře  Diestrická = říje 2 nebo 3x do roka (fena, kočka)  Polyestrická (kráva, prasnice, koza, ovce, klisna) některá vázána na sezonnost (ovce,koza) pravidelně za určitou dobu po celý rok

ŘÍZENÍ POHLAVNÍCH FUNKCÍ SAMIC (HORMONY)

HORMONÁLNÍ VLIV HYPOFÝZY

(Kudweis, 2000)

SPERMATOGENEZE, EJAKULÁT

SPERMATOGENEZE (SPERMATOCYTOGENEZE - ROZMNOŽOVÁNÍ, RŮST, ZRÁNÍ A SPERMIOGENEZE - PŘEMĚNA SPERMATID NA SPERMIE) = složitý proces tvorby spermií probíhající v semenných kanálcích varlat a zčásti nadvarlat (cyklický proces)  cyklus je tvořen: rozmnožováním – meiozou – metamorfózou  1. období: rozmnožování - opakované mitotické dělení spermatogonií = vznik spermatogonií A a B   2. období: růstu – růst B-spermatogonií (probíhá 4. měsíc po narození, u býka) Vznikají primární spermatocyty 3. období: zrání – meioza – 1. dělení: vz. sekundární spermatocyty - 2. dělení: vz. spermatidy

SPERMIOGENEZE (SPERMIOHISTOGENEZE) = MORFOLOGICKÉ UTVÁŘENÍ SPERMIE   Metamorfóza = tvorba pohybového aparátu (bičíku), vznik akrosomu na hlavičce spermie (potřebné pro penetraci) Spermie se uvolňují a dostávají se vývodnými cestami do ocasu nadvarlete (přechod trvá 10 – 15 dnů) Až do ejakulace jsou v nadvarleti  Zásoba spermií se vyčerpá u býka po 10 skocích a obnova trvá asi 7 dnů

SPERMIOHISTOGENEZE(PŘEMĚNA SPERMATIDY NA SPERMIE)

SPERMIOGENEZE (PRŮBĚH)

SPERMATOGENEZE

Druhy hosp. zvířat býk kanec hřebec Začátek spermiogeneze Od 7. měsíce Od 5. měsíce Od 12. měsíce Doba trvání cyklu 60 – 70 dní 50 – 60 dní -

EJAKULÁT = SPERMIE + SEMENNÁ PLAZMA

 Semenná plazma = přirozené prostředí pro spermie a umožňuje spermiím transport v pohlavních orgánech a výživu, představuje kolem 90% z celého ejakulátu  Základní hodnoty ejakulátu(chemické složení,celkový objem a koncentrace) – se mění v závislosti na podmínkách chovu, zdravotním stavu, využívání

HODNOTY EJAKULÁTU VYBRANÝCH SAMCŮ HOSPODÁŘSKÝCH ZVÍŘAT

Druh zvířete býk beran kanec hřebec Objem v ml

2 – 10 (4) 0,7 – 3 (1)

Množství spermií v miliardách

4 - 10 (5) 2 – 10 (4)

Koncentrace spermií v 1 mm3

1 -2 miliony 1 -4 miliony

Vzhled ejakulátu (vůně, pach)

Smetanově žlutý(čerstvé mléko) Smetanová tekutina 100 – 700 (250) 20 – 80 (40) 30 – 300 (70) 4 – 20 (10) 100 200 tisíc 30 – 500 tisíc Mléčně vodnatá (pach moči) Bělavě hlenovitý

SPERMIE (VZHLED , SLOŽENÍ )

      a-hlavička b-krček c-spojovací část bičíku c´´-hlavní část bičíku c´´´-koncová část bičíku d-akrozomová čepička