Разбавление, хранение и транспортировка спермы сельскохозяйственных животных

Главное преимущество искусственного осеменения как зоотехнического метода –возможность максимально использовать высокоценных производителей путём осеменения многих самок одним эякулятом. Для этого сперму разбавляют специальными средами, чтобы увеличить объём, продлить срок переживаемости спермиев вне организма и сохранить их оплодотворяющую способность. Методы разбавления и хранения спермы основаны на снижении обменных процессов между половыми клетками и плазмой спермы, на создании условий, в которых половые клетки впадают в состояние анабиоза. Способы подготовки к хранению спермы для разных видов животных неодинаковы и основаны на особенностях спермы в физиологическом и химическом аспектах.

Какие это особенности?

1 Сперма производителей не одинакова по степени разбавления секретами половых желёз. По этому признаку сперму подразделяют на две группы: А) сперма быка, барана и козла разбавляется секретами незначительно; Б) сперма жеребца и хряка разбавлена секретами в значительной степени. В этой связи и концентрация спермы различна (баран, козёл – 2-5 млрд/мл, бык – 1-2 млрд/мл, жеребец, хряк 0,1-0,2 млрд/мл).

2 По способу получения энергии сперма у производителей также подразделяется на две группы: А) сперме барана, козла и быка присущ метод получения энергии путём гликолиза; Б) энергия для спермиев жеребца и хряка образуется в результате дыхания.

3 По проявлению анабиоза сперма также подразделяется на два вида: А) Анабиоз спермиев барана, быка, козла наступает при повышении кислотности – рН ниже 6,8; Б) анабиоз спермиев жеребца, хряка наступает при рН свыше 7,4.

Следовательно, на основе биохимических особенностей спермы у производителей и разработаны методы разбавления и хранения.

Требования к разбавителям. Для сохранения спермы вне организма используют специальные синтетические среды. Среды увеличивают объём спермы, что имеет важное практическое значение для интенсивного использования производителей, а также защищают спермии от неблагоприятных воздействий внешней среды и поддерживают их биологическую полноценность. Разбавители должны иметь определённые физико-химические свойства и такую концентрацию составных частей, при которой осмотическое давление было бы наиболее благоприятным для жизни спермиев того или иного вида животных. При приготовлении среды должна соблюдаться строгая дозировка компонентов среды. В качестве основы возможно использование только бидистиллированной воды с рН 5,0-7,0. Качество компонентов имеет существенное значение, поэтому применяют только те из них, которые имеют этикетки с обозначением наименования предприятия-производителя, названия и степени его чистоты (ХЧ или ЧДА), номера контрольного анализа. Все исходные компоненты должны быть проверены на безвредность для спермиев в соответствии с утверждёнными методиками контроля их качества. Ингредиенты, входящие в состав разбавителя, должны отвечать требованиям Государственной фармакопеи Х и ХI и ГОСТам. При приготовлении искусственных сред используют до 24 различных компонентов. В состав разбавителей входят:

- Неэлектролиты (глюкоза, фруктоза, лактоза), которые служат энергетическим материалом для спермиев, обладают бактериостатическими свойствами, предупреждают агглютинацию, выполняют роль экзоцеллюлярных криопротекторов.

- Электролиты предохраняют спермии от набухания и ослизнения, поддерживают буферность спермы.

- Нейтрализатор температурного шока – желток куриного яйца, моноэтаноламин-хлорида, экстракты бобов и сои. Яйцо должно быть получено из хозяйств, благополучных по заразным заболеваниям (туберкулёз, сальмонеллёз, грипп), от здоровой с хорошим витаминным питанием птицы, диетическое.

- Антибиотики и сульфаниламиды добавляют к разбавителю для предупреждения развития микрофлоры в бактериостатической концентрации и подавляют образование молочной кислоты.

Наиболее приемлемыми являются стандартные стерильные долгохранящиеся среды СДС-1, СДС-2, СДС-3, выпускаются они в стеклянных ампулах или полимерных герметических упаковках ёмкостью 50-500 мл со сроком годности от 2-х и более лет. СДС-1 и СДС-2 для спермы быка, СДС-3 – для спермы барана. Перед разбавлением спермы обязательно проводят биологический контроль качества разбавителя.

В зависимости от состава искусственные среды подразделяют на три вида.

- Экстендоры – одно- или двухкомпонентные среды и их применяют только для разбавления спермы (растворы глюкозы, лимоннокислого натрия). К экстендорам относят и молоко, полученное от самок соответствующего вида животных. Универсальным является молоко коров.

- Протекторы – это защитные среды, состоящие из основных компонентов (неэлектролиты, электролиты, яичный желток, глицерин, антибиотики, сульфаниламидные препараты).

- Имплементоры – это протекторы, обогащённые биологически активными веществами (муциназа, каталаза, окситоцин, простагландины).

Разбавление спермы. Разбавление спермы основано на том, что в одном эякуляте содержится спермиев значительно больше, чем требуется для оплодотворения самки. Так для оплодотворения яйцеклетки коровы достаточно 5-15 млн. спермиев, тогда как в одном эякуляте быка их содержится от 5 до 10 млрд. Правильно приготовленные разбавители удлиняют срок жизни половых клеток во внешней среде в 2 раза даже без применения хладоагентов.

Синтетические среды готовят в день разбавления спермы. Сухие заготовки, выпускаемые промышленностью, готовят в соответствии с ТУ. Санирующие препараты вносят в среды после полного растворения входящих в их состав компонентов, а затем добавляют глицерин, желток куриного яйца и тщательно перемешивают до получения однородной жидкости. Яйца перед использованием моют, протирают тампоном, смоченным 70⁰ спиртом. Подготовленный желток без примеси белка вносят в колбу с синтетической средой. Среда должна быть использована в течение 3-4 часов с момента её приготовления. Во время разбавления спермы среду держат в водяной бане или термостате с целью поддержания необходимой температуры тела.

При разбавлении всегда разбавитель небольшими порциями добавляют к сперме, а не наоборот.

В настоящее время применяют хранение спермы баранов, хряков и жеребцов при температуре 2..4⁰С или 16..20⁰С. Перевозят сперму производителей в хозяйства всеми видами транспорта в термосах через 30-60 минут после её разбавления.

Сперму барана разбавляют глюкозо-цитратно-желточной средой в 2-4 раза с концентрацией в дозе не менее 80 млн. спермиев. Допускается хранение разбавленной спермы барана до 24 часов при температуре 2…4⁰С.

Сперму хряка через 30-60 минут после получения и определения активности разбавляют ГХЦС или ГХЦ средой в 2-10 раз до концентрации в дозе не менее 3 млрд. спермиев. Для хранения спермы хряка в течение 72 часов при температуре 16-20⁰ С.

Сперму жеребца разбавляют в 3-4 раза ЛХЦЖ средой. При температуре 2..4⁰С сперму сохраняют до 48 часов. Банки или ампулы с разбавленной спермой помещают в полиэтиленовые или марлевые мешочки и перевозят в термосе со льдом. Поверхность льда в термосе покрывают тонким слоем ваты (1-1,5 см), что необходимо для постепенного охлаждения спермы.

Длительное хранение спермы в замороженном состоянии.

Теоретические основы замораживания биологических объектов были отражены в трудах русских учёных (Бахметьев) ещё в начале ХХ века (1912 г.) Идея хранения спермы в замороженном состоянии вынашивалась вместе с развитием искусственного осеменения (В.К.Милованов).

В 1947 году была установлена способность спермиев выдерживать глубокое замораживание с сохранением биологической полноценности и оплодотворяющей способности. В этом году Ирина Ивановна Соколовская в журнале «Доклады ВАСХНИЛ» сообщила о том, что было получено потомство от крольчих, осеменённых спермой, находящейся в течение 5 минут в замороженном состоянии до минус 40⁰ С. Дальнейшие исследования в этом направлении продолжил под руководством В.К.Милованова Смирнов Игорь Васильевич. Ему удалось получить потомство от кроликов, а затем от овец и коров, осеменённых спермой, замороженной до минус 79⁰ и минус 180⁰ С. Данный факт был зарегистрирован как научное открытие. Первой среди других покорилась замораживанию сперма быка. Затем Полдж и Раусон (1950-1952) предложили метод замораживания спермы быка с глицерином, позволяющий замораживать её более медленно и дающий хорошие результаты. Японские учёные Нива и Кацу в 1953 году разработали быстрый метод замораживания спермы в гранулах на «сухом» льду (твёрдая углекислота). Усовершенствованием метода Полджа и Раусона в СССР занимались Х.Х.Хабибуллин, Ф.И.Осташко и др. Уже в начале 60-х годов 20 века была разработана практически приемлемая технология замораживания и использования спермы быка.

Глубокий анабиоз с почти полным прекращением обменных процессов достигается замораживанием спермы при низких температурах в твёрдой углекислоте (-79⁰ С) или в жидком азоте (-196⁰С).

Преимущества этого метода хранения спермы:

1 Неограниченно долгое сохранение спермы в жидком азоте в замороженном состоянии даёт возможность более рационального использования ценных производителей – устраняется сезонность использования быков.

2 Замораживание спермы позволяет применить метод оценки быков по качеству потомства, т.е. повышается уровень селекционно-племенной работы.

3 Высокая эффективность использования спермы (отход до 5%).

4 Экономия средств на транспортировку.

5 Экономия за счёт ликвидации малоценных производителей.

6 Систематическое использование производителей по графику положительно отражается на их здоровье.