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経産黒毛和種牛に腟内留置型プロジェステロン製剤（CIDR）を 12 日間処置して発情同期化を行った．以下の図には，黄体開花期（A），黄体退行期（B）並びに発情期（C）に CIDR の処置を開始した場合のCIDR の留置開始から抜去後に誘起される排卵までの間における血中性ステロイドホルモン濃度並びに卵巣構造物の直径の推移を示している．なお，C では乗駕許容確認直後に留置を開始した．

質問 1：この中で，発情同期化処置開始の時期として不適切なものがある．どれか答えなさい．また，その理由を述べなさい．

質問 2：黄体開花期（A）及び黄体退行期（B）に処置を開始した場合の血中性ステロイドホルモン濃度並びに卵巣構造物の大きさの推移を比較し，発情同期化における CIDR の役割をそれぞれ述べなさい．

質問 3：黄体開花期（A）に処置を開始した場合の CIDR留置中におけるプロジェステロン（P）濃度及び黄体直径の推移は，黄体退行を促すプロスタグランジンF_2α製剤（PG）を併用することで人為的に調節することが可能と考えられる．その CIDR に PG を併用する発情同期化法を提案し，長所と短所を述べなさい．

図 1　肉用牛において黄体開花期（A），黄体退行期（B），発情期（C）の各時期に CIDR 処置を開始した場合の血中プロジェステロンとエストラジオール -17β濃度並びに卵巣構造物の大きさの推移

解答と解説

質問 1 に対する解答と解説：
正解：発情期（C）

肉用牛の発情同期化処置には，CIDR または黄体退行を促す PG が広く利用されている．CIDR では抜去後 2 日，PG では筋肉内注射後 3 日を中心に発情が誘起され，それぞれ 75～ 90，90％以上の発情同期化率が期待できる．

CIDR 留置中の血中 P 濃度は黄体から分泌される内因性 P と CIDR から放出される外因性 P との総和であるが，黄体退行期（B）では CIDR 留置開始前日の P 濃度は 1ng/ml 以下で黄体はすでに退行を完了していることから，CIDR 留置中の P 濃度はほぼ外因性のものである．これに対して，黄体開花期（A）での CIDR 留置中の P 濃度は内因性 P と外因性 P 濃度の総和を示しており，その P 濃度から黄体退行期（B）における CIDR 留置中の P 濃度を差し引いた内因性 P 濃度の推移をみると，緩徐に低下している（図 2）．また，この低下と一致して黄体直径は経時的に減少していることから，CIDR 留置中に黄体機能が緩徐に低下していることがわかる．CIDR 抜去後に観察される急激な P 濃度の低下は発情発現の引き金であるが，その急激な P 濃度の低下が誘起されるためには CIDR 抜去までに黄体機能が低下～廃絶していることが必要となる．

一方，発情期（C）では，CIDR 留置中にもかかわらず，処置開始翌日の排卵後に形成される黄体は発育するため，CIDR 抜去時でも黄体機能は比較的高い状態で維持されており，結果として抜去後の緩慢な黄体退行，発情・排卵発来時期の遅延，さらに場合によっては鈍性発情が引き起こされる（表 1）．このような所見は，発情日～排卵後 2 日に CIDR の処置を開始した場合に観察される．通常，発情日にCIDR の留置を行うことはないが，処置牛に鈍性発情で処置当日が発情相当時期に当る個体が含まれている場合には発情同期化効果が得られない場合がある．その対策として，CIDR 抜去前数日～抜去時にPG を投与することにより発情同期化効果が得られる．なお，黄体退行期（B）では留置開始時にエストラジオール -17βの上昇が始まっており，すでに次回発情をもたらす卵胞の発育・成熟が開始しているとみなされるが，CIDR 留置による外因性 P の作用によりその後の卵胞の発育・成熟は抑制される．

図 2　黄体開花期（A）における CIDR 留置中の内因性プロジェステロン（黄体開花期（A）と黄体退行期（B）の P 濃度の差）濃度の推移

表 1　黒毛和種における CIDR 処置開始時期がその後の発情同期化効果に及ぼす影響

質問 2 に対する解答と解説：
黄体開花期（A）については，①黄体機能の低下～廃絶を引き起こしており，さらに留置中に黄体機能が低下～廃絶した後は②人為的な擬似的黄体期を誘起する．黄体退行期（B）では，処置開始前日のP 濃度から処置開始時には黄体退行は完了しているとみなされ，黄体退行期の CIDR 処置開始の場合，CIDR は上述の②の役割のみを担っている．

質問 3 に対する解答と解説：
CIDR の留置開始時に PG を投与することで，黄体退行期（B）とほぼ同様の反応を誘起することができる．

PG 投与時の P 濃度を 100％とした場合，PG 投与後 24，48 時間の相対濃度は各々 20，10％以下に低下する．この時，相対濃度 10％は 1ng/ml 以下の低濃度に相当し，PG 投与後 48 時間には黄体退行はほぼ完了する．この PG 投与後の反応は CIDR 留置時でも同様であり，CIDR 処置開始時に PG の併用投与を行うと，処置開始後ほぼ 3 日までに黄体は退行を完了し，それ以降の CIDR は外因性黄体期を誘起する薬物として作用する．すなわち，この併用法では黄体退行完了後は任意の時期に CIDR を抜去することにより発情の同期化が可能となる（表 2）．

CIDR あるいは PG の単独処置では，一般的にそれぞれ処置開始後 CIDR や PG の単独処置においては，CIDR では 12 日間の留置後 2 日に，PG では投与後 3 日に発情は誘起されるが，このように発情が誘起される日数が特定の範囲に限定されることが欠点である．しかしながら，CIDR・PG 同時処置では CIDR の留置期間を任意に調節することで，処置開始から発情発現までの日数を自由に選定することができる．このことは大きな長所となる．また，CIDRとPGの併用法としては，前述のようにCIDR 抜去前数日～抜去時に PG を投与する方法が一般的であり，CIDR 単独処置よりも発情同期化率は高くなることが知られている．CIDR・PG 同時処置でも従来の併用法と同様に発情同期化効果が高く（表 2），同時処置であることも長所となる．一方，CIDR・PG 同時処置では，処置開始後早期に黄体が退行を完了する必要があるため，直腸検査等により黄体が PG 感受性を有する排卵後 5 日以降の時期であることを確認する必要がある．このことは，ハンドリングの点で短所となる．

なお，表 2 の発情同期化成績において，供試牛 A～D の 4 頭の間で CIDR 抜去から発情発現までの時間に有意差が認められた．これらの牛では CIDR 抜去後の P 推移を調べた結果，ほぼ同等であった．このことから，発情発現までの時間は各個体の発情卵胞の発育状態及び成熟に要する時間に強く依存している可能性がある．