Wszystkiemu winna krew

Frymartynizm, to zaburzenie w rozwoju płci występujące coraz częściej u różnopłciowych bliźniaczych dwujajowych płodów ssaków. Samiec jest płodny, natomiast samica jest niepłodna.

Zjawisko dotyczy bydła, owiec i kóz, świń i koni oraz innych zwierząt, a także ludzi. Na przykład u bydła prawie 10% urodzonych jałówek jest niepłodnych. Sam termin – frymartynizm, jest znany od czasów starożytnego Rzymu. W ówczesnej literaturze opisał takie przypadki historyk Marek Terencjusz Warrona żyjący w II i I w. p.n.e. Jednak musiało minąć około 2 000 lat, aby w roku 1911 doszło do pierwszej próby wyjaśnienia tego zjawiska przez dwóch badaczy amerykańskich − Tandlera i Kellera, którą po kilku latach potwierdził ich rodak Lillie, choć pierwszy współczesny opis pochodzi już z XVIII wieku. Bydło jest pierwszym gatunkiem, u którego opisano frymartynizm w 1779 roku.

Wyjaśnienie samego słowa jest trudne. Zakłada się, że pierwszy człon, po angielsku free, to osobnik gotowy do działania, np. do pracy, bo samice z frymartynizmem używano do ciężkiej pracy jak woły. Drugi człon – martin, to prawdopodobnie irlandzkie lub celtyckie słowo mart – czyli krowa lub jałówka.

Proces maskulinizacji

Frymartynizm jest spowodowany powstaniem połączeń krwionośnych łożyskowych, tzw. anastomoz, między płodem żeńskim i męskim w ciąży bliźniaczej dwujajowej. Przyczyną niepłodności samic zwanych frymartynami lub frymartynkami są znaczne zmiany patologiczne narządów rozrodczych. Choć zewnętrzne narządy płciowe są żeńskie, to łechtaczka jest powiększona, a pochwa mała i często ślepo zakończona, a macica wykazuje małą plastyczność (jest hipoplastyczna lub aplastyczna). Z badań amerykańskich wynika, że u zdrowych jałówek długość pochwy sięga 30 cm, a u frymartyn − 8−10 cm. Badania długości pochwy mogą być wykonane dopiero u sztuk jednomiesięcznych. Trzeba jednak pamiętać, że mogą one być obarczone błędem z powody wewnątrzgatunkowej zmienności osobniczej. Gonady, które są zmaskulinizowane posiadają struktury będące cechą charakterystyczną zarówno jajników, jak i jąder.

Frymartyny mogą też inaczej oddawać mocz niż sztuki zdrowe. Zauważono, że wargi sromowe są ułożone pod kątem ostrym względem płaszczyzny krocza, gdy u sztuk zdrowych są one równoległe.

Ponadto cechą charakterystyczną jest niewielka – około 6 cm, odległość między odbytem a dogrzbietowym spoidłem warg sromowych w porównaniu z rówieśnicami z ciąż pojedynczych, a w dobrzusznym spoidle warg sromowych widać charakterystyczne kępki włosów.

Wszystkiemu winna krew

Opisane powyżej zmiany fenotypowe będące objawem klinicznym frymartynizmu powstają dzięki temu, że krew współbliźniaka – buhajka, przenosi czynnik hormonalny powodujący uwstecznienie rozwijającego się żeńskiego układu rozrodczego. Rozwijająca się wcześniej w jądro gonada męska niż żeńska w jajnik sprawia, że ta ostatnia jest narażona na czynnik transkrypcyjny SRY, prowadzący do powstania u samicy typowej gonady męskiej. Późniejsze powstanie anastomoz tętniczo-żylnych sprawia, że hormon antymüllerowski (AMH) oraz testosteron (hormon męski) powodują zarastanie przewodów wyprowadzających gamety żeńskie i zaburzają budowę zewnętrznych żeńskich narządów płciowych.

Potomek męski jest prawidłowo zbudowanym samcem pod względem układu rozrodczego, choć jego nasienie jako rozpłodnika może mieć obniżoną wartość hodowlaną.

Mimo że krew jest odpowiedzialna za powstanie tych wad rozwojowych, bo przenosi czynniki ją wywołujące, to pozwala ona też stwierdzić na pewno frymartynizm zaraz po urodzeniu samicy – bliźniaczki. Służą do tego badania cytogenetyczne.

Chimeryzm leukocytarny

Krew frymartyn, to mieszanina komórek własnych i brata bliźniaka. Wobec tego leukocyty – białe ciałka obronne krwi obwodowej, różnią się kompletem chromosomów płciowych, co zapisuje się formułą 60,XX/60,XY. Liczba 60 oznacza prawidłową liczbę chromosomów diploidalnych, czyli zawierających podwójny zestaw chromosomów homologicznych o tym samym kształcie i wielkości, zawierających tę samą informację genetyczną, czyli te same geny. W przypadku bydła jedynie u 5–8% jałówek – bliźniaczek różnopłciowych nie stwierdza się występowania zjawiska chimeryzmu, a tym samym niedorozwoju narządów rozrodczych.

Badania te pozwalają na wykluczenie pewnej grupy jałówek z „przymusowego” skierowania na opas wraz z braćmi – buhajkami. Z badań amerykańskich prowadzonych przez 14 lat (do 1992 roku) wynika, że aż 17,5% samic bydła nie jest frymartynami i mogą być użyte do dalszej hodowli. Jedyny warunek – badania krwi pod kątem chimeryzmu limfocytarnego, czyli badanie kariotypu (zestawu chromosomów znajdujących się w komórkach somatycznych, czyli niebędących komórkami płciowymi). Taki sposób postępowania może pozwolić na nieeliminowanie sztuk wartościowych pod względem hodowlanym.

Innym sposobem „wyśledzenia” frymartynizmu jest identyfikacja powtarzających się tzw. sekwencji mikrosatelitarnych DNA (kwasu dezo-ksyrybonukleinowego), będącego nośnikiem informacji genetycznej. Metoda ta − „odcisk palca” (ang. fingerprinting), wykorzystuje pewną reakcję, zwaną reakcją PCR (PCR − reakcja łańcuchowa polimerazy) i specyficzną tzw. sondę molekularną (związek chemiczny wiążący się z określoną substancją, używany w celu jej wykrycia) charakterystyczną dla chromosomu męskiego Y. Nie wnikając w szczegóły można powiedzieć, że obecnie jest to najszybsza metoda wykrycia chimeryzmu komórkowego u bliźniąt różnopłciowych.

Obie metody nie są tanie, wobec czego należy rozważyć, czy jałówkę z ciąży bliźniaczej różnopłciowej dwujajowej można próbować użyć do remontu stada czy raczej przeznaczyć na opas. Jednak istnieje jeszcze jedna możliwość sprawdzenia samicy pod kątem chimeryzmu związanego z frymartynizmem.

Chimeryzm ogólnoustrojowy

Jeżeli do badań pobrano fibroblasty skóry (np. z małżowiny usznej), produkujące m.in. kolagen – białko nadające tkankom odporność na rozciąganie, można w nich ustalić występowanie chimeryzmu. U chimery leukocytarnej męska linia komórkowa jest tylko w krwi obwodowej, a przy chimeryzmie ogólnoustrojowym linia żeńska i męska są obecne w obu tkankach. Pozwala to na ustalenie płci chromosomalnej danego osobnika.

Analiza molekularna

Aby upewnić się, czy badana sztuka jest frymartyną, można wykonać jeszcze badania molekularne poprzez identyfikację w komórkach krwi genów występujących tylko na chromosomie Y. Wykorzystuje się w tym przypadku gen SRY kodujący czynnik determinujący płeć męską. Może zdarzyć się tak, że np. nie będzie go w cebulkach włosowych, a tylko w leukocytach, co potwierdzi chimeryzm leukocytarny.

Badania endokrynologiczne

Do stwierdzenia frymartynizmu można wykorzystać także badania ilości estrogenów i progesteronu. Samice o zaburzonym rozwoju mają obniżone poziomy obu tych hormonów. Niestety ta zmiana nie jest charakterystyczna tylko dla frymartynizmu, a poziom testosteronu − hormonu męskiego, nie jest inny u zdrowych sztuk niż u zaburzonych w rozwoju płciowym. Jednak stwierdzono, że u frymartyn poziom progesteronu nie przekracza 0,4 ng/l, co może być czynnikiem diagnostycznym.

Tajemnica niepłodnych jałówek z ciąż pojedynczych

Sprawa płodności czy niepłodności samic może komplikować się w przypadku ciąż pojedynczych, z których rodzą się niepłodne samice. Dlaczego tak się dzieje, skoro nie ma brata – bliźniaka? Prawie ze 100-procentowym prawdopodobieństwem można stwierdzić, że brat był! Doszło do maskulinizacji płodu żeńskiego, ale przyszły potomek męski obumarł i został zresorbowany. W efekcie urodziła się samica (np. jałówka) frymartyna.

Frymartynizm u innych ssaków

U owiec chimeryzm leukocytarny związany z frymartynizmem występuje jedynie w 5% przypadków ciąż bliźniaczych różnopłciowych, a u kóz jest jeszcze rzadszy. Objawy fenotypowe są podobne jak u bydła.

U koni zjawisko pojawia się jedynie w przypadku 0,5−0,75% ciąż bliźniaczych różnopłciowych dwujajowych. Japończycy badając występowanie frymartynizmu u koni arabskich i pełnej krwi, nie stwierdzili tego zjawiska u żadnej samicy, ale w Polsce stwierdzono przypadki chimeryzmu leukocytarnego związanego z frymartynizmem.

Od frymartynizmu nie są też wolne świnie. Chimery leukocytarne są niepłodne ze względu na obecność we krwi dwóch populacji komórek o zróżnicowanym komplecie chromosomów płciowych.

Frymartynami mogą być też kocice, co ujawniono w Anglii. Natomiast nie wykryto tego zjawiska u małp.

Budowa łożyska a frymartynizm

Bydło, owce, kozy, świnie i konie mają łożysko rzekome, koty i małpy – właściwe. Tymczasem chimeryzm leukocytarny związany z frymartynizmem dosięga przede wszystkim bydłowatych, także kotów, a rzadziej pozostałych gatunków zwierząt gospodarskich i małp. Wyniki badań wskazują, że zaburzenie to jest specyficzne dla danego gatunku.

***

Uważa się, że frymartynizm może stać się niedługo poważnym problemem w stadach krów mlecznych, ponieważ zwiększa się u bydła liczba ciąż bliźniaczych. Opisane metody stwierdzenia jego występowania są skomplikowane i kosztowne, jednak wkrótce może okazać się, że analiza ekonomiczna wykaże, iż konieczne będzie wykonywanie badań, aby nie kierować na opas niepotrzebnie zdrowych samic mających opłacalną wartość hodowlaną.

Wobec różnej częstotliwości występowania tego zjawiska u różnych gatunków, należałoby opracować zalecenia odnośnie samic z ciąż bliźniaczych różnopłciowych pod kątem ich kierowania do badań cytogenetycznych, a które do analizy molekularnej DNA.

Wszystkie stwierdzone frymartyny należy opasać, gdyż są niepłodne i nie nadają się do remontu stada.

dr hab. Piotr Dorszewski, KPODR

Opracowano na podstawie:

– Charon K.M., Świtoński M., Genetyka i genomika zwierząt, PWN, Warszawa 2021.

– Libera K., Szczerbal I., Frymartynizm u bydła – opis przypadku, „Życie Weterynaryjne” 2019, 94(6), s. 433-436.

– Maciejowski J., Zięba J., Genetyka zwierząt i metody hodowlane, PWN, Warszawa 1982.

– Rejduch B., Słota B., Frymartynizm u ssaków, ”Medycyna Weterynaryjna” 1997, 53(6), s. 330-331.

– https://pl.wikipedia.org/wiki/Frymartynizm, dostęp 04.10.2021