Искусственное осеменение лошадей: факторы, влияющие на качество спермы
Искусственное осеменение (ИО) лошадей стало важнейшим достижением в области коневодства, обеспечив животноводам всего мира удобство и повышение генетического потенциала. Благодаря возможности снизить риск травм при естественной случке, более эффективно управлять репродуктивными циклами кобыл и оптимизировать работу жеребцов, искусственное осеменение произвело революцию в области коневодства. Однако успех проведения искусственного осеменения у лошадей зависит от многих факторов, в том числе от особенностей жеребца и процесса обработки.
К каждому жеребцу требуется индивидуальный подход. Проведение теста на охлаждение/замораживание перед отправкой спермы позволяет владельцу определить оптимальный протокол обработки эякулята конкретного жеребца и возможные изменения, которые необходимо внести для улучшения качества спермы. Поскольку эякулят жеребца может меняться с возрастом и другими обстоятельствами, подобные тесты следует проводить перед каждым сезоном размножения.
Как и в случае с замороженной спермой, при выборе разбавителя/среды (как для центрифугирования, так и для финального разбавления), а также параметров центрифугирования (продолжительность и скорость) следует учитывать специфические потребности жеребца.
Многие авторы сообщают, что хранение спермы жеребцов при более высоких температурах может быть полезным. Однако такие высокие температуры также способствуют росту бактерий. Компания Minitube успешно представила новый разбавитель Beyond®, который позволяет хранить свежую сперму длительное время как при температуре окружающей среды, так и в охлажденном состоянии, надежно подавляя рост бактерий.
Beyond® позволяет длительное хранение спермы до 14 дней при температуре +5°C. Появление этих новых опций стало возможным благодаря полностью синтетическому составу разбавителя и специальной формуле, которая предусматривает иной метаболический путь в спермиях, чем у других разбавителей.
Хранение спермы жеребцов в синтетической среде в течение относительно длительного времени без криоконсервации имеет множество преимуществ:
Замораживание и последующее оттаивание оказывают наибольшее негативное воздействие на спермии. В то время как замораживание уменьшает количество прогрессивно-подвижных спермиев, оттаивание приводит к структурным повреждениям акросом, митохондрий и клеточных мембран. Около 20% головок спермиев повреждаются во время криоконсервации.
Для защиты спермиев наиболее широко используется глицерин - криопротектор для замораживания спермы жеребцов. Несмотря на защитный эффект, он также токсичен для спермиев и негативно влияет на подвижность после оттаивания. Оптимальная концентрация до сих пор не определена, но большинство традиционных разбавителей для замораживания содержат от 2% до 6%.
Обычно у жеребцов с хорошим исходным качеством спермы больше шансов получить приемлемое качество спермы после криоконсервации (>35% прогрессивно-подвижных спермиев после оттаивания), чем у жеребцов с уже сниженным качеством непосредственно после сбора. Сперма теплокровных жеребцов считается пригодной для замораживания, если концентрация спермиев в нативной сперме составляет 200 миллионов на 1 мл, прогрессивная подвижность выше 50% при более чем 70% морфологически нормальных спермиев. Тем не менее, несмотря на хорошее качество нативного эякулята, всегда есть шанс получить жеребца с низкой способностью к криоконсервации (т.н. "bad freezer"). Исследования показывают, что примерно 20% жеребцов отличаются данной особенностью.
Как уже упоминалось, качество спермы связано с возрастом жеребца. Поскольку успешность замораживания определяется исходными характеристиками нативной спермы, она также напрямую зависит от возраста животного. Хотя исследования до сих пор не могут дать однозначного ответа, приводит ли замораживание спермы жеребцов возрастом до шести лет к приемлемому качеству спермы или нет, очевидно, что качество замороженной спермы снижается у жеребцов старше девяти лет.
Еще одним фактором, влияющим на результаты замораживания, является порода. Некоторые породы, например, теплокровные или липицанер, демонстрируют большую устойчивость к криоконсервации, чем другие, например, квотерхорс и исландские лошади. Причина, по-видимому, кроется в генетической основе этих пород, приводящей к различному составу семенной плазмы, а также метаболизму спермиев и их мембранным характеристикам.
В заключение, как уже было упомянуто, сезон также влияет на качество спермы и ее способность к замораживанию. Кроме того, он также влияет и на состав семенной плазмы.
Если жеребец плохо переносит замораживание, рекомендуется повторить тест на устойчивость к замораживанию в другое время года. Или, если жеребец находится в очень молодом возрасте, стоит повторить тест, когда он подрастет.
В качестве альтернативы замораживанию, Beyond®, недавно разработанный синтетический разбавитель для свежей спермы, обеспечивает беспрецедентное время хранения, что позволяет использовать охлажденную сперму в логистически сложных сценариях, потенциально устраняя необходимость в замораживании спермы.
Литература:
Atroshchenko, Mikhail M., et al. "Conservation of genetic resources in horse breeding and major structural damages of sperm during semen cryopreservation in stallions." Nature conservation research. Заповедная наука 4.S2 (2019): 78-82.
Wiebke, M., et al. "Cooled storage of semen from livestock animals (part I): Boar, bull, and stallion." Animal Reproduction Science 246 (2022): 106822.
Aurich, Jörg, et al. "Efficiency of semen cryopreservation in stallions." Animals 10.6 (2020): 1033.
Bradecamp, Etta A. "How to process high-and low-quality semen for cooling and shipment." (2011): 19-23.
Факторы, связанные с жеребцом
Для максимального успеха в проведении искусственного осеменения чрезвычайно важно эффективное управление жеребцами. Оно включает в себя различные аспекты, от общего состояния здоровья и репродуктивной функции жеребца до времени сбора спермы, а также индивидуальных особенностей. Далее представлен обзор факторов, связанных с жеребцом и влияющих на успех искусственного осеменения.- Здоровье и питание: Физическое состояние жеребца существенно влияет на качество спермы. Сбалансированный рацион, богатый необходимыми питательными веществами, включая белки, витамины и минералы, имеет решающее значение для поддержания оптимальной выработки спермы. Регулярные ветеринарные осмотры и правильное поддержание здоровья, такое как вакцинация, борьба с паразитами и уход за зубами, должны быть в приоритете.
- Дрессировка и обращение: Жеребцов необходимо обучать и обращаться с ними таким образом, чтобы свести к минимуму стресс и травмы. Их следует приучить к процедуре сбора спермы, которая обычно проводится с использованием искусственной вагины (ИВ), чучела и подсадной кобылы. Стресс может снизить качество спермы, поэтому правильное обучение гарантирует, что сперма будет собрана эффективно, не вызывая дискомфорта или беспокойства у жеребца.
- Репродуктивная оценка: Перед началом проведения искусственного осеменения необходимо выполнить комплексную репродуктивную оценку жеребца. Она включает в себя оценку качества спермы, окружности мошонки, здоровья яичек и подвижности спермиев. Показатели фертильности жеребца могут колебаться, поэтому периодический мониторинг его репродуктивного здоровья жизненно важен для обеспечения сбора высококачественной спермы.
- Время и сбор: Сроки играют решающую роль в максимизации шансов на успешное оплодотворение. Обычно сбор спермы жеребцов проводится один или два раза в неделю в течение сезона размножения, но частота сбора может меняться в зависимости от количества и качества спермы.
- Сезон: Состав эякулята меняется в течение года. Объем и общее количество спермиев в зимнее время ниже, чем в сезон размножения. Наиболее низкая подвижность наблюдается летом, а концентрация - весной. Также в течение года меняется состав семенной плазмы.
- Возраст: Жеребцы достигают половой зрелости к шести годам. Это означает, что более молодые жеребцы могут еще не достичь пика качества спермы. Поэтому оптимальный возраст для племенного использования считается между шестью и одиннадцатью годами. Различные исследования показали, что качество спермы снижается у жеребцов старшего возраста.
- Семенная плазма: Большая часть нативного эякулята состоит из семенной плазмы, которая негативно влияет на сохранность спермы всех жеребцов, а у некоторых жеребцов даже является токсичной для спермиев.
К каждому жеребцу требуется индивидуальный подход. Проведение теста на охлаждение/замораживание перед отправкой спермы позволяет владельцу определить оптимальный протокол обработки эякулята конкретного жеребца и возможные изменения, которые необходимо внести для улучшения качества спермы. Поскольку эякулят жеребца может меняться с возрастом и другими обстоятельствами, подобные тесты следует проводить перед каждым сезоном размножения.
Ключевые аспекты обработки спермы
После сбора спермы у жеребца ее необходимо обработать и подготовить к хранению или немедленному использованию. Обработка спермы - деликатная процедура, требующая внимания к деталям, чтобы обеспечить сохранение жизнеспособности спермиев. Существует несколько важных этапов обработки спермы:- Анализ спермы: После сбора спермы проводится оценка подвижности (способность спермиев плавать), концентрации (количество спермиев в 1 мл) и морфологии (форма и структура спермиев). Данный анализ имеет решающее значение для определения качества спермы, достаточного для осеменения.
- Разбавление: Как правило, сперма жеребца разбавляется специальным разбавителем, чтобы увеличить ее объем и защитить сперму от разрушительного воздействия замораживания или хранения. Разбавители содержат питательные вещества и буферы, которые помогают сохранить подвижность спермиев и защитить их от неблагоприятных факторов окружающей среды, таких как перепады температуры.
- Центрифугирование: Данный этап важен для избавления от семенной плазмы, которая негативно влияет на сохранность спермы. Он также необходим, если сперма подлежит замораживанию или для некоторых жеребцов - охлаждению, при этом он настоятельно рекомендуется для всех способов подготовки спермы. Для повышения качества спермы после центрифугирования данный этап можно проводить с использованием среды для центрифугирования. Исследования показали, что использование среды для центрифугирования может улучшить показатели восстановления спермиев после центрифугирования, сохраняя при этом качество спермы и сводя к минимуму негативное воздействие, которое центрифугирование может оказывать на спермии.
Хранение свежей спермы
Охлаждение спермы до +5°C снижает рост микроорганизмов и метаболизм спермиев и, следовательно, делает ее более пригодной для хранения в течение длительного времени. Однако при температуре от +19 до +8°C спермии жеребцов чувствительны к холодовому шоку. Сохранение свежей спермы жеребца при температуре +5°C до сих пор ограничивалось 48-72 часами. Доказано, что при такой относительно низкой температуре центрифугирование для удаления семенной плазмы и удаление богатого кислородом воздуха улучшают качество спермы. Однако на практике последним часто пренебрегают.Как и в случае с замороженной спермой, при выборе разбавителя/среды (как для центрифугирования, так и для финального разбавления), а также параметров центрифугирования (продолжительность и скорость) следует учитывать специфические потребности жеребца.
Многие авторы сообщают, что хранение спермы жеребцов при более высоких температурах может быть полезным. Однако такие высокие температуры также способствуют росту бактерий. Компания Minitube успешно представила новый разбавитель Beyond®, который позволяет хранить свежую сперму длительное время как при температуре окружающей среды, так и в охлажденном состоянии, надежно подавляя рост бактерий.
Beyond® позволяет длительное хранение спермы до 14 дней при температуре +5°C. Появление этих новых опций стало возможным благодаря полностью синтетическому составу разбавителя и специальной формуле, которая предусматривает иной метаболический путь в спермиях, чем у других разбавителей.
Хранение спермы жеребцов в синтетической среде в течение относительно длительного времени без криоконсервации имеет множество преимуществ:
- Менее зависимая от времени синхронизация сроков овуляции у кобыл
- Возможное сокращение использования гормонов
- Возможное сокращение количества еженедельных сборов спермы у жеребцов
- Отсутствие необходимости в дорогостоящем оборудовании для замораживания или криоконтейнерах для транспортировки
Криоконсервация
Замораживание и последующее оттаивание оказывают наибольшее негативное воздействие на спермии. В то время как замораживание уменьшает количество прогрессивно-подвижных спермиев, оттаивание приводит к структурным повреждениям акросом, митохондрий и клеточных мембран. Около 20% головок спермиев повреждаются во время криоконсервации.Для защиты спермиев наиболее широко используется глицерин - криопротектор для замораживания спермы жеребцов. Несмотря на защитный эффект, он также токсичен для спермиев и негативно влияет на подвижность после оттаивания. Оптимальная концентрация до сих пор не определена, но большинство традиционных разбавителей для замораживания содержат от 2% до 6%.
Обычно у жеребцов с хорошим исходным качеством спермы больше шансов получить приемлемое качество спермы после криоконсервации (>35% прогрессивно-подвижных спермиев после оттаивания), чем у жеребцов с уже сниженным качеством непосредственно после сбора. Сперма теплокровных жеребцов считается пригодной для замораживания, если концентрация спермиев в нативной сперме составляет 200 миллионов на 1 мл, прогрессивная подвижность выше 50% при более чем 70% морфологически нормальных спермиев. Тем не менее, несмотря на хорошее качество нативного эякулята, всегда есть шанс получить жеребца с низкой способностью к криоконсервации (т.н. "bad freezer"). Исследования показывают, что примерно 20% жеребцов отличаются данной особенностью.
Как уже упоминалось, качество спермы связано с возрастом жеребца. Поскольку успешность замораживания определяется исходными характеристиками нативной спермы, она также напрямую зависит от возраста животного. Хотя исследования до сих пор не могут дать однозначного ответа, приводит ли замораживание спермы жеребцов возрастом до шести лет к приемлемому качеству спермы или нет, очевидно, что качество замороженной спермы снижается у жеребцов старше девяти лет.
Еще одним фактором, влияющим на результаты замораживания, является порода. Некоторые породы, например, теплокровные или липицанер, демонстрируют большую устойчивость к криоконсервации, чем другие, например, квотерхорс и исландские лошади. Причина, по-видимому, кроется в генетической основе этих пород, приводящей к различному составу семенной плазмы, а также метаболизму спермиев и их мембранным характеристикам.
В заключение, как уже было упомянуто, сезон также влияет на качество спермы и ее способность к замораживанию. Кроме того, он также влияет и на состав семенной плазмы.
Если жеребец плохо переносит замораживание, рекомендуется повторить тест на устойчивость к замораживанию в другое время года. Или, если жеребец находится в очень молодом возрасте, стоит повторить тест, когда он подрастет.
В качестве альтернативы замораживанию, Beyond®, недавно разработанный синтетический разбавитель для свежей спермы, обеспечивает беспрецедентное время хранения, что позволяет использовать охлажденную сперму в логистически сложных сценариях, потенциально устраняя необходимость в замораживании спермы.
Литература:
Atroshchenko, Mikhail M., et al. "Conservation of genetic resources in horse breeding and major structural damages of sperm during semen cryopreservation in stallions." Nature conservation research. Заповедная наука 4.S2 (2019): 78-82.
Wiebke, M., et al. "Cooled storage of semen from livestock animals (part I): Boar, bull, and stallion." Animal Reproduction Science 246 (2022): 106822.
Aurich, Jörg, et al. "Efficiency of semen cryopreservation in stallions." Animals 10.6 (2020): 1033.
Bradecamp, Etta A. "How to process high-and low-quality semen for cooling and shipment." (2011): 19-23.
