精液稀释液有助于精子存活

文摘   2024-12-10 17:02   内蒙古  


当人工授精站收集公牛的精液时,收集管立即被标记,与人工阴道分离,并转移到实验室进行初步评估。为了控制微生物的生长,抗生素被迅速添加到精液中。随后进行目视检查,新鲜的公牛精液通常呈厚白色至微黄色,血液、尿液和其他污染物会导致精液变色。


满足视觉外观标准和运动要求(用显微镜估计)后,然后筛选精子的体积和浓度。工作人员可以计算出进一步处理精液所需的稀释液的数量。射精一次平均含有5到8毫升的精液,每毫升大约有10亿个精子。



稀释液的价值

扩充精液的目的是增加精液量,并帮助保持精子的活力。在自然交配中,一次射精可能会产生怀孕。使用稀释液和人工授精技术,一次射精可以用于400头或更多的奶牛配种。

今天有各种各样的稀释剂可供使用,包括那些基于牛奶、蛋黄和植物衍生材料的稀释剂。稀释剂与添加抗生素的相互作用是一个重点。因此,精液认证服务(CSS)要求参与者使用经过测试和批准的稀释剂,以确保抗生素的有效性。在2024年4月25日的专栏文章中,可以阅读更多关于CSS的内容。

稀释液成分包括单糖(葡萄糖和果糖),作为精子的能量来源和缓冲剂,以补偿pH值的变化。蛋黄、牛奶或植物来源的材料提供大分子,保护精子免受冷休克,而甘油,一种冷冻保护剂,减少细胞间冰晶的形成和在冻融过程中的溶质效应。

为了保持精子质量,精液的冷却是通过使用水浴或绝缘护套来高度控制的。在大约两个小时的时间里,精液逐渐冷却到40°F(约4℃),在那里进行最后的稀释。然后将精液包装成有标签的剂管,放在架子上冷冻。


冷冻可能有害

1949年,首次报道了冷冻精子的成功,当时发现甘油在精液稀释剂中用于冷冻精液时具有冷冻保护能力。冷冻精液已采用了几种方法,结果令人满意。这些方法的共同策略是防止细胞内结冰,快速冻结,并使用甘油作为冷冻保护剂。尽管冷冻程序不断改进,以最大限度地恢复冷冻-解冻精液的活性。但即使在精确的冷冻和解冻条件下,细胞死亡和损伤仍会发生。

在冷冻过程中造成精子损伤的两个因素是溶液效应和细胞内冰晶的形成。在冻结开始时,随着水以纯冰从溶液中析出,溶液效应变得愈加明显。因此,稀释液中的水分形成冰晶后,精子周围的其他稀释剂浓度会增加。

溶液效应对精子造成的伤害类型尚不清楚。精子损伤被认为是由于浓缩的盐溶液使细胞膜变性,或者从细胞中移除了过多的水,导致精子缩小到最小细胞体积以下,从而破坏了结构完整性。

然而,甘油的作用是减少冰的形成量,导致精子所接触的溶质浓度下降,从而使冷冻过程中溶液对精子的影响较小。

当冷冻过程缓慢时,只会形成细胞外冰晶,并且由于精子外部溶质浓度的升高,水会从精子中被吸走。因此,精子在冷冻过程中会脱水。

然而,如果冷却速度过快,水可能无法以足够的速度离开精子细胞,从而导致细胞内冰晶的形成,这是致命的。当冷却速度足够快,尽量减少溶液效应并能足够慢以避免细胞内冰晶的形成时,精子的存活率可能达到最高。


适当地解冻

长期储存精液所需的极低温度(-320°F,约-200℃)并不是精子生存面临的主要挑战。事实上,精子经历了两次中间温度区域(14°F到-58°F,约-10℃到-50℃)——一次在冷冻期间,一次在解冻期间。精子的损伤是由于溶液效应和经力这个温度区域。因此,平衡冻融速度是成功恢复精子的重要策略。

每个人工授精站都制定了特定的冷冻方案,以确保在考虑稀释剂成分的前提下,产品质量统一。无论来源如何,目前包装在0.5mL和0.25mL吸管中的所有公牛精液都应在95°F至98°F(约35-37℃)的温度下解冻,以确保冷冻精子的最佳恢复,并提高怀孕的机会。
作者 | Joseph C. Dalton
编译 | 《养牛》编辑部
排版 | 杨小寒
责编 | Lemon Tree
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