應用外源內泌素調控乳牛之生殖

吳雨新•林仁壽

一、 前言

　　哺乳動物中，以內分泌及神經兩個調控系統，主要參與生殖生理的運作。此運作中的一系列變化，涉及中樞神經系統、許多分泌性組織、標的組織及若干內泌素，為生產健康子代所必需，圖1顯示與雌性動物聲直有關的重要器官、內泌素及其功能。

圖1．雌畜生殖功能之調節。

　　利用外源內泌素來調控雌性家畜的生殖週期，已被廣泛地應用。就乳用母牛而言，外源內泌素最常被用於動情週期的調控、分娩的誘發，以及懷孕的建立與維持三方面，而其成效，常因所用內泌素的種類、方法、動物的生理條件等不同因素而異。本文乃針對較常被使用於 調控母牛生殖週期的內泌素，作一介紹，以供乳牛管理者或獸醫之參考。

　

圖 2．牛之動情週期間血漿內泌素濃度之變化

　　性PGF2α或其同功異構物，可導致卵巢之解黃體作用，造成血液中孕酮濃度下降，隨之，激性腺素（gonadotropin）分泌增加，而引起排卵。孕酮濃度下降相當迅速，於注射後30小時內，達到基底濃度。目前，有數種商品化PGF2α同功異構物，其作用均與天然的PGF2α極為相似，如表1。　　

表 1．若干市售的前列腺素同功異構物（Peters﹐1992）

表 2．應用前列腺素 (PG) 來調控正常牛隻排卵的方法 ( Roche﹐1989 )

　　第二種控動情週期的方法是利用孕酮或其衍生物來處理母牛，以調控卵巢之功能。此一方法，會抑制激性腺素釋出及卵巢濾泡的成熟，直到孕酮除去為止。如果牛群以孕酮處理，然後在同一時間去除之，理論上整群牛會同期化排卵。

　　為了達到同期化效果，孕酮的處理時間，應相當於自然的黃體期的長度，（18~21天或20~25天），常導致懷孕率不佳，此可能是因改變了子宮內環境而抑制精子的運動。較短期的處理（7~12天），通常懷孕率較好，可是如果開始處理時是在週期的初期，此種較短期的處理，常不足以調節其動情週期，因此必須合併一解黃體藥劑，以排除任何可能存在的黃體。

　　助孕物質（類似孕酮的衍生物）可經由添加於飼料、注射或埋植方式處，添加於飼料者，須不被腸道破壞而可吸收至血液中。基本上，孕酮本身經口服效果較差，而可用其他合成之同功異構物，如medroxyprogesteroneacetate（MPA），melengoestrolacetate（MGA）代替之。而目前最大問題是處理的劑量及可能殘留在組織或乳汁中，尤其是乳用母牛；而使用在女牛方面則較為適當。助孕物質也可經由注射，但須重複處理，由其吸收速率不易控制，以致於同期化效果不好。埋植的方法，則為最佳的選擇，可由移去埋植物來中止助孕物質的處理。常被使用的埋植物有三種型式：

　　另外，紐西蘭也發展出一種稱為 0controlled intravaginal Delivery device（CIDR）之埋植物，內含1.9g孕酮，其作用原理與（CIDR）相似。

　　Norgestomet其化學名稱為17α-acetoxy-α-methy1-19-nor-preg-4-ene﹐20-dione（Synchromate B）也曾被使用。這是一種人工合成的孕酮同功異構物，是一種矽膠的皮下埋植物，內含6㎎ norgestomet，此物可植入皮下歷9天，此時孕酮被吸收入血液中。當埋植時，可同時肌肉注射5㎎的estradiol valerate作為解黃體劑，且合併注射3㎎ norgestomet。

　　Norgestomet之作用猶如“人造的黃體”，可阻止LH潮湧及排卵、黃體之形成與維持。若黃體無法維持，再加上estradiol valerate處理，將誘導黃體退化。當埋植物於第9天後移去時，由於norgestomet抑制作用的消失，腦垂腺恢復功能，動物將於24~36小時內發情。其同期化的效果高，若於埋植物移去後48~54小時配種，其懷孕率也不低。常用於調控牛隻發情的助孕素使用法，如表3所示。

　　本省黃與林（1998）亦曾開發類似之產品供乳羊使用，未來若有機會，也應可以發展為牛用產品，以嘉惠本省酪農。

　　除了前述以助孕物質配合動情素來誘發母牛發情及排卵外，對於產後母牛，亦有利用助孕物質配合孕馬血清激性腺素（pregnant mare serum gonadotropin﹐PMSG）或激性腺素釋素（gonadotropin releasing hormone﹐GnRH）來誘發發情及排卵，由於處理方式頗為複雜，可參考相關文獻，在此暫不予敘述。此外，針灸亦可用來誘發發情或治療母牛不孕症。Lin et al.（1998）對於18頭業經多次內泌素治療無效之不孕牛，注射於百會穴，及5ml注射於雙側之腎棚穴，成功地治療了12頭，效果顯著。

二、 分娩的誘發（induction of parturition）選擇利用外源內泌素誘發分娩，主要有下列原因：

　　早期的研究指出，以藥物誘發分娩，常有較高的犢牛死亡率，及胎盤滯留發生。胎盤滯留的發生主要受到母牛分娩時，其動情素的狀況所影響，如果誘發分娩時，動情素含量增加，則醣類皮質類固醇及 前列腺素的處理，均會有效果。若想要再提前一點誘發分娩，則以醣類皮質類固醇處理較為適合。但愈早處理，犢牛死亡率、胎盤滯留及其他相關問題，愈易發生。

　　除了誘發分娩外，也可利用藥理學方法，來延遲分娩數小時。一般是注射強效的腎上腺素激導性藥物（adrenergicdrug）如clenbuterol，來抑制子宮肌層收縮，以延遲分娩的第一階段，然而若在分娩的第二階段之後才處理，則沒有效果。

三、 懷孕的建立（establishment of pregnancy）

　　動物受孕的能力，是繁殖效率的決定因素，而首次配種的懷孕率較低，通常是繁殖效率低落的主因。以牛而言，在無特殊傳染性疾病影響下，其懷孕率的低落，可能是早期胚死亡，通常發生在配種後25天之前。胚死亡的真正原因不明，但可能與黃體提早退化有關。換言之，黃體太早退化，導致孕酮濃度下降，使得動物再回復發情。

　　在未孕動物，其PGF2α由子宮內膜分泌，引起黃體退化。證據顯示，發育中的卵巢濾泡，分泌E2-17β，刺激子宮內膜細胞上受體之合成。催產素（oxytocin）是源自黃體，它可結合到催產素受體上，而刺激PGF2α的合成及分泌。正常反芻獸的懷孕早期，胚會分泌一種分子量約18﹐000的蛋白質，名為綿羊或牛滋養蛋白I（ovine or bovune trophoblast protein-I），具有抗解黃體作用（antiluteolytic effect），未來利用重組滋養層蛋白來防止或減少家畜的胚死亡，將有相當大的潛力。

　　在獸醫臨床上，常用於母牛配種當時，在予注射HCG或GnRH，來刺激內源性的LH釋出。其正確之生理機制，尚未完全明瞭，但至少有兩種可能性：

　　此外有許多試驗，曾是母牛配種當天給予HCG（LH）或GnRH，但其效果不一，此可能與試驗設計或牛群狀況，有關。McMillan et al.（1986），利用人合成的GnRH（buserelin），於牛配種後第11-13天，注射一劑（10μg），結果顯示，第一次授精後隻懷孕率，比未注射者為高（72.4vs60.9％）；而未孕牛，經第二次授精，處理組之懷孕率亦較高（85.1vs69.5％）。此一效果可能是buserelin會中止卵巢的濾泡生長，以及動情素之分泌，導致解黃體機制失效；亦可能是附屬黃體（accessory corpora lutea）形成，而增加孕酮分泌。李（1998）曾應用GnRH-PG- GnRH注射方式，定時配種法，成功的改善本省泌乳牛之受胎率。

四、 其他

　　人工生殖技術使用，對家畜生殖效率的改善，有相當大的影響。若干的技術在操作時，亦需配合外源內泌素之使用，例如母牛在正常動情週期中，發情時通常僅產生一個卵，在胚移置（embryo transfer）進行時，常要利用超級排卵（superovulation），來獲得更多數目的卵。

　　最常被使用於超級排卵的外源激性腺素為孕馬血清激性腺素（PMSG），但其效果並不完全令人注意。一般使用劑量為1﹐500~3﹐000國際單位（IU），行肌肉注射。由於注射時須予解黃體的時間一致，故也常利用助孕物質或前列腺素來調節排卵時間（已如前述）。給予的時間是在助孕物質除去時，或前列腺素注射前48小時行之。

　　PMSG是母馬懷孕早期的子宮內膜杯所分泌，而在血清中獲取之，又名eCG（equine choruonic gonadotropin）其具有類似FSH及LH之性質，但在體內之半衰期較長（超過50小時）；而牛的LH及FSH則僅約0.5~1小時。

　　使用PMSG的最大問題是，卵巢反應的變異很大，其排卵數由一個至20個以上，其排卵數越多時，卵的回收卻減少，或許是因這些卵，在經過輸卵管繖部（fimbria）時受到傷害，因而正常受精卵也將減少。進行超級排卵時，亦有人嘗試利用其他內泌素來取代PMSG，如hCG﹐GnRH等，但改進效果有限。另外，PMSG若重複使用，亦可能刺激抗體之產生，導致往後之處理無效。

五、 常用外源內泌素之特性

　　目前是售可供調節乳牛生殖狀態之藥品很多，本節乃舉出幾種最常被使用者，及該藥品之特性等資料供參考，但有關使用劑量、方法或其他注意事項，仍應參閱產品說明書。