양돈 산업에서 인공수정(AI, Artificial Insemination)은 번식 효율을 높이는 핵심 기술이다. 그러나 훈련을 이제 막 시작한 웅돈이나, 다양한 요인으로 인해 성적 행동(Sexual behavior)이 저조한 웅돈에서는 정액 채취가 어려운 경우가 많다. 이를 해결하기 위해서 많은 현장에서는 도입된 웅돈의 첫 승가훈련 및 승가욕이 떨어지는 웅돈들에게 PGF2α(디노프로스트)를 활용하며, 이는 많은 양돈 현장에서 승가훈련 및 정액 채취 매뉴얼로 채택하고 있는 널리 알려진 방법이다.

하지만 작용 기전에 대해서 자세하게 설명되어 있는 기고나 자료는 찾아보기 힘든 것이 사실이다. 본 기고에서는 연구를 통하여 알려진 PGF2α을 웅돈에게 주사했을 때 일어나는 내분비계 현상과 실용적 적용 방안을 이야기해보고자 한다.

PGF2α 주사 후 웅돈의 호르몬 변화와 성적 행동

PGF2α 투여 후 웅돈의 프로락틴*(Prolactin)과 코르티솔**(Cortisol) 수치가 급격히 상승 한다. (1) 연구에 따르면, 주사 후 30분 이내에 프로락틴 농도는 5배 증가하며, 코르티솔도 상승한다. 프로락틴의 급증은 도파민 시스템과의 상호 작용을 통해 행동 반응성을 조절하고, 스트레스시 분비되는 코르티솔의 상승은 신경반응성과 자극에 대한 반응성을 단축시키고 웅돈의 충동적인 성적 행동을 빠르게 촉진할 가능성이 있다.

이에 따라, 현장에서는 PGF2α 적용 후 곧장 채취 작업을 완료하는 것이 일반적인 방식이다.

*번식과 관련된 활성 호르몬" – 웅돈의 성적 행동을 활성화할 수 있음.

**각성 호르몬" – 웅돈이 더 민감하고 반응 속도가 빨라질 수 있음.

승가 전 PGF2α 접종은 웅돈의 품종과 관계없이 웅돈의 승가의욕을 상승시키고 승가훈련을 성공률을 올려주고 웅돈의 승가까지의 시간을 단축시킬 수있다.(2)

또한 PGF2α는 웅돈의 부고환과 정관의 평활근의 수축에 작용하여 정자의 이동과 정액 배출을 돕는 역할을 할 수 있다. 한 연구에 따르면, PGF2α가 부고환과 정관 같은 생식기 근육을 수축시켜 정자의 이동을 촉진하며, 이로 인해 웅돈의 정자의 운동성(motility)과 생존률(viability)에 도움이 될 수도 있다고 한다.

(3) 흥미롭게도 거세된 수퇘지 또한 PGF2α 접종시 교미행동을 일킬 수 있다고 한다. 한 실험에서는 거세된 수퇘지에게 PGF2α를 투여한 결과, 혈중 LH, 테스토스테론, 프로락틴, 코르티솔 수치에 특별한 변화가 없었음에도 불구하고 승가행동을 유발함을 확인하였다. 이는 PGF2α가 성선 호르몬의 매개 없이도 중추신경계를 자극하여 성적 행동을 유발할 수 있음을 시사한다. (4) PGF2α는 이러한 여러 복잡한 경로를 통하여 웅돈의 번식에 관련된 성적행동 촉진에 관여하고 있다.

이 밖에도 여러 연구에서 PGF2α는 산업동물들의 정액 채취 효율을 향상시키고, 정자의 운동성과 생존율을 증가시켜 AI 센터 혹은 자가 정액을 채취하는 농가에서 활용 방안이 다양하게 제시되고 있다. (5) 하지만 한국을 비롯해 많은 국가에서 PGF2α의 웅돈 적용은 오프라벨(Off-Label) 사항이며 PGF2α의 장기적인 영향 및 최적 투여 방식에 대한 추가 적인 연구가 필요한 것도 사실이다.

현장에서의 천연PGF2α 활용 Tip  

위 내용에서 PGF2α가 여러가지 기전을 통하여 웅돈의 성적 행동을 촉진하고 정액 품질을 개선하는 데 도움이 될 수 있음을 알아보았다. 그러나 실제 현장에선 모든 웅돈이 동일한 반응을 보이는 것은 아니며, 개체별 차이와 환경적인 차이가 크기 때문에 효과를 예측하기 어려운 것도 사실이다.

‘이미지2’의 웅돈 처럼 현장에서는 호르몬제를 투여 받았음에도 불구하고 개체의 성향과, 시설환경에 따라 승가 행동을 하지 못하다가, 다른 방법으로 승가에 성공하는 경우 또한 심심치 않게 목격할 수 있다.

따라서, 디노프로스트* 제제를 사용할 때는 정기적으로 승가행동을 모니터링하고, 개체 별 반응을 기록하는 것이 중요하다. 이를 위해 웅돈에게도 모돈처럼 웅돈 관리 현황판(이미지3)을 활용하면 보다 체계적인 관리가 가능하다.

*디노프로스트 성분의 제품은 시중에 ‘엔자프로스트 티’ 등 몇 가지가 판매되고 있다.

PGF2α 사용 시 안전과 환경 관리 

PGF2a호르몬제는 피부를 통해 흡수될 수 있어 현장관리자, 특히 여성이나 임산부는 사용 시 각별한 주의가 필요하다. 호르몬제 사용 전 반드시 수의사와 상의하여 현장 상황에 맞게 안전하게 사용하는 것을 권한다. 또한, 웅돈의 사육 환경(온·습도, 사료 영양, 승가 훈련 등)이 성적 행동과 정액 품질에 큰 영향을 미칠 수 있으므로 PGF2α의 효과를 극대화하려면 생리적 작용을 이해하는 동시에, 현장 사육 환경을 인공수정을 위한 환경으로 최적화하는 계획도 함께 마련해야 한다.

정리

연구에 따르면 PGF₂α는 웅돈의 성적 행동을 촉진하여 훈련 성공률을 높이고, 정액 품질 개선에도 긍정적인 효과를 보일 수 있다. 현장 적용을 위해선 내분비계와 중추신경계를 동시에 자극한다는 점에서 그 작용 기전을 이해하고 활용하는 것이 중요하다. 또한, 투여 시 적절한 타이밍과 빈도를 설정하고, 사육 환경도 함께 고려해야 한다. 이를 통해 웅돈의 번식 능력을 향상시키고 농장 운영의 효율성을 높일 수 있다.

천연 PGF2α(디노프로스트; 엔자프로스트 티)는 클로프로스테놀 같은 합성 유도체와는 다르게 호르몬 불균형을 최소화하여 체내 호르몬 시스템과 조화를 이루어 작용하여 보다 자연스러운 내분비 반응을 유도할 수 있으며 체내에서 빠르게 대사되어 잔류 위험이 적어 보다 안전하게 사용할 수 있다.

또한 합성 PGF2α보다 호르몬 변화가 과도하지 않아 웅돈 개체 별 반응이 일정하여 부작용 가능성이 낮다. 이를 통해 훈련과 정액 채취 효율을 높이고, 유도분만을 통하여 농장 운영과 번식 성적을 최적화하고 효율화 하는 데 기여할 수 있다.

※호르몬제와 같은 동물용의약품의 현장 적용시 반드시 담당 수의사와 상의 및 처방 하에 안전하게 적용하시기를 권장 드린다.

참고 문헌:

1. Kiser, T. E., Kraeling, R. R., Rampacek, G. B., & Diehl, J. R. (1981). Prostaglandins: Serum luteinizing hormone, testosterone, prolactin, and cortisol concentrations after PGF₂α injection in boars. Prostaglandins, 21(5), 833–843. https://doi.org/10.1016/0090-6980(81)90052-1
2. Estienne, M. J., & Harper, A. F. (2000). PGF₂α facilitates the training of sexually active boars for semen collection. Theriogenology, 54(7), 1087–1092. https://doi.org/10.1016/S0093-691X(00)00408-5
3. Rodríguez-Martínez, H., Ekwall, H., Peña, F. J., & Barranco, I. (2022). How does the boar epididymis regulate the emission of fertile spermatozoa? Animal Reproduction Science, 239, 106935. https://doi.org/10.1016/j.anireprosci.2022.106935
4. Zamora, V., Rivera, M., Fernández, C., & Ramírez, R. (2010). Sexual behavior of castrated boars treated with prostaglandin F₂α. Theriogenology, 74(1), 100–104. https://doi.org/10.1016/j.theriogenology.2010.01.029
5. Henneberg, S., Pieper, L., Selige, C., Jung, M., & Schulze, M. (2023). Analysis of artificial insemination center management factors that contribute to sperm parameters and boar longevity with a major focus on PGF₂α treatment. Journal of Animal Science, 101(1), skad251. https://doi.org/10.1093/jas/skad251