影響家畜體外精子活力的因素分析

文│孫建立（山東省廣饒縣畜牧業(yè)發(fā)展服務(wù)中心）

隨著我國(guó)社會(huì)的快速發(fā)展，畜牧業(yè)逐漸向集約化、規(guī)?；?、專業(yè)化模式轉(zhuǎn)型，原有的配種方式已不能滿足現(xiàn)代畜牧業(yè)需要，同時(shí)，生產(chǎn)成本也高，必須開發(fā)新的配種技術(shù)來能滿足現(xiàn)代畜牧業(yè)的需求。研究發(fā)現(xiàn)，人工授精技術(shù)可以大大降低生產(chǎn)成本，還能降低疾病傳播風(fēng)險(xiǎn)。精液面臨的問題主要是精液處理及適當(dāng)保存，只有做好精液處理，延長(zhǎng)保存時(shí)間，才能保證遠(yuǎn)距離運(yùn)輸，充分發(fā)揮優(yōu)秀良種的繁殖性能。研究發(fā)現(xiàn)，種公畜的精液品質(zhì)受到多種因素的影響，如公畜年齡、健康狀況、營(yíng)養(yǎng)條件及外界條件（溫度、酸堿度、光照等）等?？赏ㄟ^優(yōu)化飼糧配方來保證種公畜營(yíng)養(yǎng)均衡，提高繁殖性能，充分發(fā)揮優(yōu)秀種公畜的利用價(jià)值。筆者從家畜精子及影響精子活力的因素進(jìn)行介紹，以期為精液處理和保存提供幫助。

一、家畜精子簡(jiǎn)介

在正常情況下，公畜體溫比睪丸和附睪溫度高3～5℃。當(dāng)機(jī)體處于異常情況下，如機(jī)體發(fā)生疾病，感冒和發(fā)燒會(huì)導(dǎo)致機(jī)體體溫升高，從而引起睪丸和附睪溫度升高，這時(shí)公畜配種能力下降，且精子活力降低，畸形率高。附睪溫度低于機(jī)體體溫，附睪分泌物具有高滲、弱酸性等特性，且分泌物中包含精子所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，精子在附睪中處于休眠狀態(tài)，故能在附睪中存活較長(zhǎng)時(shí)間。精清能為精子提供等滲和弱堿性等環(huán)境，同時(shí)能提供適宜的溫度和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（果糖等），使精子處于活躍狀態(tài)，此時(shí)配種后才能完成受精。精子在保存過程中需要消耗營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，同時(shí)產(chǎn)生代謝廢物，如CO2等，在營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)充足的條件下精子活力強(qiáng)，代謝旺盛，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)需求大。因此，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消耗過快，代謝廢物也逐漸增多，逐漸積累，最后營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消耗完，精子生存環(huán)境惡化和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)匱乏，精子逐漸死亡，因此，在精液保存過程中，為了延長(zhǎng)保存時(shí)間，一定要降低精子活力。研究發(fā)現(xiàn)，溫度、pH等能影響精子活力，溫度升高，精子活力增加，溫度降低，精子活力降低；pH升高，精子活力增加，pH降低，精子活力降低，因此，降低溫度和提高酸度均可以增加精液保存時(shí)間，同時(shí)及時(shí)補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和保護(hù)劑都有助于延長(zhǎng)精液保存時(shí)間。正常情況下，配種時(shí)首先要保證精子具有一定形態(tài)結(jié)構(gòu)和活力，還要有足夠的輸精量才能保證順利受精。隨著人工授精技術(shù)的不斷普及，采精后對(duì)精液的處理會(huì)影響精液品質(zhì)，如環(huán)境因素（溫度等）和處理不當(dāng)都會(huì)嚴(yán)重影響精子活力和精子的形態(tài)結(jié)構(gòu)，甚至導(dǎo)致其死亡。

二、外界因素對(duì)體外精子存活的影響

1.溫度。溫度直接影響精子活力，適宜的溫度能維持精子活力、正常代謝及形態(tài)結(jié)構(gòu)。在采集精液后，精液檢查時(shí)應(yīng)在接近相應(yīng)家畜體溫的條件下進(jìn)行精子活力檢查，此時(shí)才能反應(yīng)正常的精子活力，因此，鏡檢溫度應(yīng)高于30℃，室溫也應(yīng)保持在20～25℃。采集的新鮮精液，因?yàn)榫旱臏囟冉咏w溫，這時(shí)精子的活力很強(qiáng)，必須降低其活力來延長(zhǎng)保存時(shí)間，可以通過精液中加入乙酸或精液中充入CO2來降低精子活力。新鮮精液采用緩慢降溫的方法進(jìn)行降溫，降至15～25℃就可以進(jìn)行常溫保存。隨著技術(shù)的不斷改進(jìn)，研究發(fā)現(xiàn)，豬的精液適合常溫保存。隨著溫度的升高，精子代謝能力以及活力均不斷增強(qiáng)，當(dāng)溫度達(dá)到50℃時(shí)，精子很快就會(huì)死亡；當(dāng)溫度處于0～10℃時(shí)，精子基本處于休眠狀態(tài)，可實(shí)現(xiàn)精液保存，但必須在精液中添加防凍物質(zhì)，降溫必須緩慢，防止降溫迅速造成精子死亡，這種精子死亡被稱為冷休克。大量試驗(yàn)表明，家畜精液在0～5℃屬于低溫保存，在-60～0℃時(shí)損害精子，被稱為有害溫度區(qū)間，其中-25～-15℃對(duì)精子損害最為嚴(yán)重，被稱為極有害溫度區(qū)間，是因?yàn)闇囟忍幱谶@個(gè)區(qū)域精液很容易產(chǎn)生冰晶，冰晶會(huì)導(dǎo)致精子死亡；精子處于-130℃以下時(shí)，其活力及代謝都會(huì)停止，精子完全休眠狀態(tài)，這個(gè)溫度區(qū)域能進(jìn)行精液冷凍保存，被人們稱為冷凍安全保存溫度區(qū)間，必須注意的是在冷凍前需要緩慢降溫，當(dāng)溫度降至0～5℃時(shí)，在精液中緩慢加入防凍物質(zhì)，防凍物質(zhì)有甘油、三羥甲基氨基甲烷、二甲基亞砜等，然后要快速降溫使精液凍結(jié)，可選擇液氮（-195.8℃）或者干冰（-79℃）作為冷源進(jìn)行降溫，使得精液越過對(duì)精子產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p害的溫度區(qū)（-60～0℃），直接達(dá)到形成玻璃體的溫度區(qū)間。精子處于玻璃體的溫區(qū)，大大增加了精子的保存時(shí)間，可以實(shí)現(xiàn)半永久性保存。現(xiàn)階段，因液氮具有來源廣泛、不易燃燒、不易爆炸等優(yōu)點(diǎn)，常用于精液保存冷源。

2.酸堿度。大量試驗(yàn)研究表明，家畜精子生存的環(huán)境pH接近7，呈中性。當(dāng)精子生存環(huán)境呈弱酸性時(shí)，能抑制精子活力，說明在弱酸性環(huán)境中能延長(zhǎng)精子的存活時(shí)間；當(dāng)精子生存環(huán)境呈弱堿性時(shí)，能增強(qiáng)精子活力，說明在弱堿性環(huán)境中能縮短精子的存活時(shí)間，加速精子死亡。對(duì)于精液的保存除低溫條件外，還可通過提供弱酸性環(huán)境來延長(zhǎng)精液保存時(shí)間，可以在精液中加入有機(jī)酸或充入CO2。精子作為一個(gè)活體，對(duì)酸堿度的耐受力有限，所以在精液保存時(shí)要加入緩沖物質(zhì)來維持精液pH，可以選擇的緩沖物質(zhì)有檸檬酸鈉、磷酸二氫鈉等。

3.光照。光照會(huì)影響精子活力，因陽(yáng)光中有很強(qiáng)的紫外線和紅外線，紫外線長(zhǎng)時(shí)間直射會(huì)使精子中蛋白質(zhì)變性，導(dǎo)致精子死亡；紅外線能提高體表溫度，進(jìn)而升高精液溫度，增加精子活力，加速精子代謝，因此，在精液處理過程中應(yīng)選擇沒有陽(yáng)光直射的地方，盛放精液的器皿應(yīng)選擇避光的容器，如棕色精液瓶。且在精液處理和運(yùn)輸過程中必須避免陽(yáng)光直射。

4.滲透壓。滲透壓對(duì)精子活力有重要影響。精子是活體細(xì)胞，其在等滲環(huán)境中才能保持正常的活力和形態(tài)，才具有受精能力。當(dāng)精子處于低滲環(huán)境中時(shí)，精子會(huì)吸水導(dǎo)致破裂而死亡；當(dāng)精子處于高滲環(huán)境時(shí)，精子會(huì)脫水使其皺縮，因此，當(dāng)精液中的滲透壓發(fā)生改變時(shí)，精子形態(tài)及內(nèi)部電解質(zhì)濃度會(huì)發(fā)生變化，使精子失去正常功能。精液保存一定要保持在等滲環(huán)境中才能發(fā)揮其功能。

5.藥物。一些常用藥物對(duì)家畜精子活力也存在一定影響，研究發(fā)現(xiàn)，在牛羊精液中添加適量的青霉素、鏈霉素，在豬精液中添加適量磺胺類藥物均可抑制精液中微生物的繁殖，避免因微生物大量繁殖吸收精液中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，導(dǎo)致精子因營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)缺乏而死亡，同時(shí)，避免因精液質(zhì)量問題造成家畜患病，也有利于精液的保存。目前，發(fā)現(xiàn)所有的消毒劑都可以將精子殺死。人工授精要求所有用到的器械必須經(jīng)過處理，保證清潔無菌，同時(shí)還要避免器械上存在殘余的消毒劑殺死精子，為了避免直接接觸精液的器械和器皿存在消毒劑殘留，消毒結(jié)束后必須采用生理鹽水或精液稀釋液進(jìn)行沖洗，一般沖洗3次就可以保證無消毒劑殘留。采精人員應(yīng)不抽煙、不喝酒，因?yàn)闊熤械哪峁哦『痛罅匡嬀坪蠛舫龅臍怏w具有特殊氣味都能影響精子活力，因此，對(duì)工作人員也要嚴(yán)格要求。

6.精液稀釋液。采精后需要處理精液，當(dāng)精液中加入稀釋液后，精子細(xì)胞膜通透性變大，這時(shí)細(xì)胞內(nèi)外的各種離子及某些成分都會(huì)發(fā)生遷移，對(duì)精子正常代謝和生存帶來一定的影響，因此，添加時(shí)應(yīng)緩慢稀釋，防止精子環(huán)境因變化劇烈導(dǎo)致精子死亡。當(dāng)稀釋倍數(shù)很高時(shí)，應(yīng)選擇梯度稀釋，保證緩慢進(jìn)行，同時(shí)在稀釋液中加入卵黃，補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

三、小結(jié)

隨著人工授精技術(shù)的不斷成熟，牧場(chǎng)都采用人工授精進(jìn)行繁殖。因此，精液的處理和保存十分關(guān)鍵。在精液處理過程中，稀釋液中要添加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、緩沖物質(zhì)和抑菌等保護(hù)性物質(zhì)才能保證精液的正常代謝。精液保存必須克服外界不利因素，改變精液保存條件，如降低保存溫度、提供弱酸性環(huán)境等均能降低精子活力，延長(zhǎng)精液保存時(shí)間，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離運(yùn)輸。近年來，家畜人工授精技術(shù)逐漸推廣，很大程度上取決于精液的處理技術(shù)和保存條件的優(yōu)化，同時(shí)還要克服一些不利因素?？傊瑢?duì)人工授精的普及還需要更多的科研工作者不斷創(chuàng)新、不斷改進(jìn)，開發(fā)新的工藝，優(yōu)化各操作規(guī)程，做好精液保存工作。