Umělá inseminace koní: Faktory ovlivňující kvalitu spermatu | Minitube

Umělá inseminace (AI) koní se stala hlavním pokrokem v chovu koní a poskytuje chovatelům hospodářských zvířat po celém světě Pohodlí и zvýšení genetického potenciálu. Díky schopnosti snížit riziko zranění během přirozeného připouštění, efektivněji řídit reprodukční cykly klisen a optimalizovat výkonnost hřebců způsobila umělá inseminace revoluci v odvětví koní. Úspěch umělé inseminace u koní však závisí na mnoha faktorech, včetně vlastností hřebce a procesu zpracování.

Faktory související s hřebcem

1. Zdraví a výživa: Fyzický stav hřebce výrazně ovlivňuje kvalitu spermatu. Vyvážená strava bohatá na základní živiny, včetně bílkovin, vitamínů a minerálů, je zásadní pro udržení optimální produkce spermií. Prioritou by měly být pravidelné veterinární prohlídky a řádná péče o zdraví, jako je očkování, kontrola parazitů a péče o zuby.
2. Školení a manipulace: Hřebci musí být vycvičeni a musí se s nimi zacházet způsobem, který minimalizuje stres a zranění. Měli by být zvyklí na postup odběru spermatu, který se obvykle provádí pomocí umělé vagíny (AV), figuríny a vábničky. Stres může snížit kvalitu spermatu, takže správný výcvik zajistí, že sperma bude odebíráno efektivně, aniž by hřebci způsobovalo nepohodlí nebo úzkost.
3. Reprodukční hodnocení: Před zahájením umělé inseminace je nutné provést komplexní reprodukční posouzení hřebce. Zahrnuje hodnocení kvality spermií, obvodu šourku, zdraví varlat a pohyblivosti spermií. Plodnost hřebce může kolísat, takže pravidelné sledování jeho reprodukčního zdraví je zásadní pro zajištění odběru vysoce kvalitního spermatu.
4. Čas a sběr: Načasování hraje zásadní roli při maximalizaci šancí na úspěšné oplodnění. Typicky se odběr spermatu hřebců provádí jednou nebo dvakrát týdně během chovné sezóny, ale frekvence odběru se může lišit v závislosti na množství a kvalitě spermatu.
5. Sezóna: Složení ejakulátu se v průběhu roku mění. Objem a celkový počet spermií v zimě je nižší než v období rozmnožování. Nejnižší mobilita je pozorována v létě a nejnižší koncentrace je na jaře. Složení semenné plazmy se také v průběhu roku mění.
6. Věk Hřebci dosahují pohlavní dospělosti v šesti letech. To znamená, že mladší hřebci možná ještě nedosáhli špičkové kvality spermatu. Za optimální věk pro chovné využití se proto považuje období mezi šesti a jedenácti lety. Různé studie ukázaly, že kvalita spermií u starších hřebců klesá.
7. Seminální plazma: Většinu nativního ejakulátu tvoří seminální plazma, která má negativní vliv na bezpečnost spermií u všech hřebců a u některých hřebců je pro spermie dokonce toxická.

Klíčové aspekty zpracování spermií

1. Analýza spermií: Po odběru spermií se hodnotí motilita (schopnost spermií plavat), koncentrace (počet spermií v 1 ml) a morfologie (tvar a struktura spermií). Tato analýza je rozhodující pro stanovení kvality spermatu dostatečné pro inseminaci.
2. Ředění: Obvykle se sperma hřebce ředí speciálním extenderem, aby se zvětšil jeho objem a semeno se chránilo před škodlivými účinky zmrazování nebo skladování. Extendery obsahují živiny a pufry, které pomáhají udržovat pohyblivost spermií a chrání je před nepříznivými faktory prostředí, jako jsou změny teploty.
3. Centrifugace: Tato fáze je důležitá pro zbavení se semenné plazmy, která negativně ovlivňuje bezpečnost spermií. Je také nezbytné, pokud má být sperma zmrazeno nebo u některých hřebců chlazeno, ale je vysoce doporučeno pro všechny způsoby přípravy spermatu. Pro zlepšení kvality spermatu po centrifugaci lze tuto fázi provést pomocí centrifugačního média. Studie ukázaly, že použití centrifugačních médií může zlepšit rychlost obnovy spermií po centrifugaci při zachování kvality spermií a minimalizaci negativního dopadu, který může mít centrifugace na spermie.

Uchovávání čerstvého spermatu

Chlazení spermatu na +5°C snižuje růst mikroorganismů a metabolismus spermií, a proto je vhodnější pro dlouhodobé skladování. Při teplotách od +19 do +8°C jsou však spermie hřebců citlivé na chladový šok. Uchování čerstvého semene hřebců při teplotě +5°C bylo dosud omezeno na 48-72 hodin. Při této relativně nízké teplotě se ukázalo, že centrifugace k odstranění semenné plazmy a odstranění vzduchu bohatého na kyslík zlepšuje kvalitu spermií. V praxi je však často opomíjeno.

Stejně jako u zmrazené spermieVýběr extenderu/média (pro centrifugaci i konečné ředění) a parametrů centrifugace (doba trvání a rychlost) by měly zohledňovat specifické potřeby hřebce.

Mnoho autorů uvádí, že skladování spermií hřebců při vyšší vysoké teploty může být užitečné. Tak vysoké teploty však také podporují růst bakterií. Společnost Minitube úspěšně představila nový extender Beyond®, který umožňuje skladování čerstvého spermatu po dlouhou dobu jak při teplotě okolí, tak v chladničce a současně spolehlivě inhibuje růst bakterií.

Beyond® umožňuje dlouhodobé skladování spermií až 14 dní při teplotě +5°C. Tyto nové možnosti jsou umožněny plně syntetickým složením extenderu a speciálním složením, které poskytuje jinou metabolickou dráhu ve spermatu než jiné extendery.

• Méně časově závislá synchronizace načasování ovulace u klisen
• Možné snížení užívání hormonů
• Potenciální snížení počtu týdenních odběrů spermatu u hřebců
• Pro přepravu není potřeba drahé mrazicí zařízení nebo kryokontejnery

Kryokonzervace

Zmrazení a následné rozmrazení má největší negativní dopad na spermie. Zatímco zmrazení snižuje počet progresivně pohyblivých spermií, rozmrazování vede ke strukturálnímu poškození akrozomů, mitochondrií a buněčných membrán. U 20 % hlaviček spermií jsou poškozeny během kryokonzervace.

Nejrozšířenějším kryoprotektantem pro zmrazení spermií u hřebců je glycerol. Přes svůj ochranný účinek je také toxický pro spermie a negativně ovlivňuje pohyblivost po rozmrazení. Optimální koncentrace ještě nebyla stanovena, ale většina tradičních zmrazovacích extenderů obsahuje mezi 2 % a 6 %.

Obecně platí, že hřebci s dobrou počáteční kvalitou spermatu mají lepší šanci na přijatelnou kvalitu spermatu po kryokonzervaci (>35 % progresivně pohyblivých spermií po rozmrazení) než hřebci s již sníženou kvalitou ihned po odběru. Spermie teplokrevných hřebců jsou považovány za vhodné pro zmrazení, pokud je koncentrace spermií v nativním spermatu 200 milionů za 1 ml, progresivní motilita nad 50 % s více než 70 % morfologicky normálních spermií. I přes dobrou kvalitu nativního ejakulátu je však vždy šance získat hřebce s nízkou kryokonzervační kapacitou (tzv. „špatný mrazák“). Výzkum ukazuje, že přibližně 20 % hřebců má tuto vlastnost.

Jak již bylo zmíněno, kvalita spermií souvisí s věk hřebce. Protože úspěšnost zmrazení je určena počátečními vlastnostmi nativních spermií, závisí také přímo na věku zvířete. Ačkoli výzkum stále není jasný, zda zmrazení spermatu od hřebců mladších šesti let vede k přijatelné kvalitě spermatu, je jasné, že kvalita zmrazeného spermatu u hřebců starších devíti let klesá.

Dalším faktorem, který ovlivňuje výsledky zmrazení, je plemeno. Některá plemena, jako jsou teplokrevníci a Lipicáni, vykazují větší toleranci ke kryoprezervaci než jiná, jako Quarter Horses a Islandští koně. Důvod pravděpodobně spočívá v genetickém pozadí těchto plemen, což má za následek odlišné složení semenné plazmy, stejně jako metabolismus spermií a vlastnosti membrán.

Konečně, jak již bylo zmíněno, sezóna ovlivňuje také kvalitu spermií a jejich schopnost zmrazit. Kromě toho také ovlivňuje složení semenné plazmy.

Pokud hřebec špatně snáší zmrazování, doporučuje se test mrazuvzdornosti opakovat v jiném ročním období. Nebo, pokud je hřebec velmi mladý, může být vhodné zopakovat test, až bude starší.

Jako alternativa ke zmrazení Beyond®, nově vyvinutý syntetický extender pro čerstvé sperma, poskytuje bezprecedentní trvanlivost, což umožňuje používat chlazené spermie v logisticky náročných scénářích, což potenciálně eliminuje potřebu zmrazení spermií.

Literatura:
Atroshchenko, Michail M. a kol. “Zachování genetických zdrojů v chovu koní a velké strukturální poškození spermatu během kryokonzervace spermatu u hřebců.” Výzkum ochrany přírody. Reserve Science 4.S2 (2019): 78-82.
Wiebke, M., a kol. “Chlazené skladování spermatu hospodářských zvířat (část I): Kanec, býk a hřebec.” Animal Reproduction Science 246 (2022): 106822.
Aurich, Jörg a kol. “Účinnost kryokonzervace spermatu ve stájích.” Zvířata 10.6 (2020): 1033.
Bradecamp, Etta A. “Jak zpracovat vysoce a nekvalitní sperma pro chlazení a přepravu.” (2011): 19-23.