Acţiunea asupra spermilor a factorilor de mediu
Deoarece o mare varietate de factori fizico-chimici şi biologici afectează grav viabilitatea spermilor, la prelevare şi prelucrarea materialului seminal trebuie să se cunoască acţiunea asupra gameţilor a diferitor factori de mediu, cum ar fi: temperatura, lumina, presiunea osmotică, reacţia mediului, flora bacteriană etc.
Temperatura. Viabilitatea şi mobilitatea optimă a spermiilor se menţine o anumită perioadă de timp la temperatura fiziologică, de 37-38°C. Ridicarea temperaturii până la 40°C asigură activizarea mobilităţii gameţilor, însă brusc se reduce termenul de viabilitate al spermilor. La temperatura de 45°C gameţii mor datorită coagulării proteinelor spermatice.
Coborârea treptată a temperaturii reduce activitatea cinetică a celulelor spermatice, deoarece are loc inhibarea (diminuarea) proceselor de respiraţie şi glicoliză. La temperatura de 15°C mişcarea spermiilor devine vibratorie, iar după răcirea până la +5°C mişcarea gameţilor încetează – apare anabioza termică a spermiilor. Există o relaţie invers proporţională între temperatura şi termenul de păstrare a viabilităţii spermiilor. Răcirea spermei într-un interval de timp scurt, precum şi trecerea bruscă de la temperaturi ridicate la temperaturi coborâte provoacă la spermi şocul termic (frigorific), exprimat prin pierderea capacităţii fecundative de către gameţi, apariţia formelor teratologice de spermi şi chiar moartea acestora.
Există mai multe teorii şi ipoteze referitoare la producerea şocului termic, însă nici una nu elucidează complet mecanismul apariţiei acestuia. Se consideră că un rol important în acest sens îl au procesele de osmoză şi difuzie din spermă. Cu cât aceste procese decurg mai lent, cu atât manifestările şocului sunt mai atenuate.
Şocul termic se manifestă deja la temperatura de +25-20°C, însă spermii sunt mai sensibili faţă de acest fenoment la răcirea spermei proaspăt recoltată mai jos de +18°C. De aceea, în sala de recoltări şi în laboratorul unde se lucrează cu sperma, temperatura nu trebuie să fie sub limita de +18°C.
Posibilitatea apariţiei şocului termic trebuie luată în seamă mai ales la prelucrarea spermei de taur şi berbec, care datorită volumului mic al ejaculatului, se răceşte mai repede.
În practica însămânţărilor artificiale, pentru atenuarea şocului termic se foloseşte gălbenuşul de ou de găină. Lecitina, conţinută în gălbenuş, se absoarbe la suprafaţa gameţilor şi formează o peliculă, care protejează membrana celulară a spermiului şi îl face să reziste la acţiunea şocantă a frigului. Altă metodă de prevenire a şocului termic este coborârea treptată a temperaturii până la +4-2°C, care face posibilă adaptarea spermiilor la regimul de temperatură dat.
Punerea spermiilor în condiţii de anabioză, prin crearea unor temperaturi scăzute, stă la baza conservării materialului seminal prin refrigerare sau congelare. După reanimare, prin ridicarea temperaturii, gameţii îşi restabilesc mobilitatea şi capacitatea fecundantă.
Lumina. Razele solare directe omoară spermii în timp de 20-40 minute. Lumina difuză nu influenţează viabilitatea gameţilor. Prin urmare, la prelevarea şi procesarea materialului seminal se evită acţiunea asupra ejaculatelor, a razelor solare directe.
Reacţia mediului. Este proprietatea fizico-chimică a spermei care reprezintă gradul de aciditate sau concentraţia ei în ioni de hidrogen. Între pH-ul spermei, concentraţie şi metabolism există o strânsă corelaţie. Astfel în sperma deasă de berbec şi taur pH-ul are tendinţă de aciditate (6,6-6,9), ca rezultat al metabolismului cumulat în acid lactic al spermiilor, în timp ce la sperma rară de armăsar şi vier pH-ul este uşor alcalin (7,0-7,9), din cauza numărului redus de gameţi care eliberează mai puţin acid lactic.
Glucoza este considerată ca sursă principală de energie a spermiilor atât în mediul aerob cât şi în cel anaerob; la sperma cu o concentraţie ridicată în fructoză se constată diminuarea într-un timp foarte scurt al pH-ului dat de acumularea acidului lactic: la valoarea pH-ului de 6,3-6,4 apare anabioza acidă a spermiilor. Acest principiu este pus la baza conservării spermiilor. Acest principiu este pus la baza conservării spermei la temperatura camerei (+16-18°C) şi în medii uşor acide (prin barbotarea mediilor cu CO2 ).
Creşterea în continuare a acidităţii (pH<6,2) datorită acumulării ionilor de hidrogen determină moartea spermiilor prin distrugerea tegumetnului lipoproteic, dispariţia sarcinii electrice negative şi aglutinarea acestora.
Deplasarea pH-ului în sensul alcalinizării, iniţial activizează mobilitatea gameţilor, iar mai târziu aceştea mor.
Carbonaţii, fosfaţii şi citraţii sunt elementele care formează sistemul tampon al spermei, datorită căruia gameţii sunt capabili să reziste o anumită perioadă de timp la modificările pH-ului.
Presiunea osmotică. Presiunea osmotică a spermei este constantă şi se apropie de cea a sângelui. Plasma seminală este izotonică cu aceea a spermiului, întrucât presiunea osmotică a ei este egală cu presiunea osmotică din interiorul gametului.
Spermii sunt foarte sensibili faţă de modificările presiunii osmotice, adică faţă de concentraţiile substanţelor din lichidul în care se găsesc. De aceea, este necesar să se ţină seama la stabilirea mediilor de diluţie, întrucât modificarea acestora spre hipotonie sau spre hipertonie, faţă de presiunea osmotică a plasmei seminale, duce la micşorarea viabilităţii şi la moartea spermiilor.
Indiferent de situaţie, se impune ca diluanţii pentru conservarea spermei să fie izotonici cu spermii şi ca acestea să nu vină în contact cu apa.
Pentru spermă sunt izotonice soluţiile de clorură de sodiu de 1%, bicarbonat de sodiu de 1%, citratul de sodiu de 3%, glucoza de 6,4% etc.
Flora microbiană. Există o corelaţie directă între gradul de contaminare a spermei cu microbi şi fungi, calitatea materialului seminal şi fecunditatea (rata concepţiei) la animale. În condiţii naturale, la reproducătorii sănătoşi, în tubii seminiferi, canalul epididimar, canalul deferent şi porţiunea incipientă a uretrei microorganismele lipsesc. Însă, datorită contactului pe care sperma o are, în timpul ejaculării cu diferite segmente ale aparatului urogenital sau cu diferite aparate şi instrumente în timpul examinării şi prelucrării, la care se poate adăuga influenţa atmosferei sălilor de recoltare, este imposibil de a se obţine un material seminal steril.
Stabilirea celor mai importante locuri la nivelul cărora sperma poate fi poluată microbian creează posibilităţi reale pentru limitarea infectării materialului seminal cu germeni patogeni sau condiţionat patogeni. Această acţiune, la care se adaugă şi aseptizarea realizată prin diferite antibiotice şi sulfamide ce se introduc în diluanţii pentru spermă, are repercusiuni directe asupra păstrării viabilităţii spermiilor în condiţiile conservării îndelungate.
În general, sursele de contaminare ale spermei pot fi externe şi interne.
Mediul înconjurător, în care se efectuează recoltarea şi prelucrarea spermei, reprezintă una din cele mai importante surse de contaminare. Cele mai frecvente surse externe sunt: atmosfera din adăposturile reproducătorilor, sălile de recoltare şi laboratoarele, precum şi instrumentele cu care se recoltează şi se efectuează examinarea şi prelucrarea spermei.
Numărul de germeni din adăposturile pentru reproducători variază mult, în funcţie de o serie de factori: curenţi de aer, mişcarea animalelor, umiditate, felul aşternului. În general, numărul de microorganisme din adăposturile de taurine este între 120 şi 2500/m3 de arer. În condiţii de igienă necorespunzătoare numărul microbilor atinge 1,6milioane/m3 .
Sursele interne de contaminare a materialului seminal îşi au originea mai ales la nivelul organelor aparatului genital. Astfel, flora bacteriană nepatogenă şi patogenă, specifică şi nespecifică din spermă reflectă gradul de contaminare a aparatului genital.
Căile de contaminare a organelor genitale şi deci a spermei pot fi:
· calea hematogenă – principala în contaminarea cu leptospire sau cu Brucella;
· calea canaliculară – principala cale de contaminare a glandelor anexe, a epididimului şi uneori chiar a testiculelor.
Furoul poate fi sursă importantă de infecţie ascendentă, mai ales la vier, datorită particularităţilor anatomice ale acestuia.
Dintre germenii nepatogeni în spermă se identifică Streptococi, diplococi, stafilococi etc. Dacă rezistenţa animalului scade, germenii pot deveni patogeni.
Germenii patogeni nespecifici din spermă sunt E. coli, Corynebacterium piogenes, Pseudomonas, Stafilococus piogenes, germenii din genul Proteus. Germenii din genul Proteus, E. coli şi Pseudomonas, în asociaţie cu stafilococul piogen, determină o proporţie ridicată de anomalii morfologice şi scăderea capacităţii fecundante a spermei; pe lângă importante modificări enzimatice, aceştea pot infecta şi femelele, prin însămânţări artificiale.
Germenii din flora bacteriană specifică prezintă un tropism particular pentru aparatul genital mascul, în această grupă fiind încadraţi Brucella abortus, Vibrio foetus, Trichomonas foetus, Listeria monocytogenes, uneori şi Mycobacterium tuberculosis. Însămânţarea femelelor cu astfel de spermă contaminată conduce la apariţia infecţiilor genitale.
Deseori în spermă sunt descoperiţi fungi patogeni (Candida albicans, Aspergillus, Apsidia, Mucor etc.) care favorizează apariţia endometritelor, iar în cazul instalării gestaţiei pot provoca moartea produşilor concepţionali.
Acţiunea substanţelor chimice. Majoritatea substanţelor chimice sunt toxice pentru spermi. Dintre substanţele neorganice mai toxice sunt sărurile şi oxizii metalelor grele (mercur, plumb) care blochează sistemele enzimatice ale gameţilor. Sunt periculoşi pentru spermi de asemenea şi oxizii zincului, aluminiului, ferului, cuprului etc., de aceea în practica însămânţărilor artificiale se folosesc instrumente nichelate sau confecţionate din sticlă şi material plastic, iar sticlăria – din sticlă neutră.
Vaporii de creolină, lizol, terebentină, eter, xeroform, iodoform ş. a. au o acţiune nocivă asupra spermiilor chiar de la distanţă. Trebuie de luat în seamă, de asemenea, acţiunea nefavorabilă asupra spermiilor a fumului de tutun, a parfumului, precum şi a mirosului de ceapă şi usturoi.
O acţiune foarte toxică asupra gameţilor exercită detergenţii, acizii neorganici, un şir de acizi organici şi oxidanţii.
Mai puţin toxice pentru spermi sunt nitrofuranele. Sulfamidele şi antibioticele au o acţiune relativ inofensivă asupra spermiilor, de aceea în cantităţi admisibile se adaugă în mediile de diluţie pentru spermă.
Necătând că în practica însămânţărilor artificiale este contraindicată aplicarea remediilor dezinfectante, totuşi pentru dezinfecţia instrumentelor se folosesc substanţe de acest fel. Mai bine venit în acest sens s-a dovedit a fi alcoolul etilic. Spre deosebire de alte substanţe dezinfectante, acesta repede se evaporă şi se dizolvă bine în apă. Cu alcool de 70% se dezinfectează utilajul, dispozitivele pentru recoltarea spermei, precum şi instrumentarul pentru însămânţarea artificială.
Rămăşiţele de alcool rămase pe instrumentar după dezinfecţie se înlătură cu un tampon de vată îmbibat în soluţie de clorură de sodiu de 1%.
Bazele ştiinţifice ale recoltării spermei de la masculi
Activitatea de reproducere la masculi este generată de reflexele sexuale: de apropiere, erecţie, salt şi îmbrăţişare, intromisiune şi ejaculare. Modul de manifestare a reflexelor sexuale are un rol important în desfăşurarea proceselor de reproducere.
Evoluţia normală a reflexelor sexuale are ca urmare eliminarea unei sperme în cantitate normală şi de calitate superioară. Dereglarea sau excluderea unuia din reflexele sexuale are drept consecinţă imposibilitatea manifestării celorlalte reflexe sau elaborarea unei sperme calitativ inferioare şi în cantitate mai mică.
Reflexele sexuale, după cum se ştie, fac parte din grupa reflexelor înnăscute sau necondiţionate. Desfăşurarea lor, deci actul sexual în totalitate, se produce sub influenţa sistemului neuroendocrin. O contribuţie importantă în reglarea normală a proceselor reproductive o au hormonii sexuali, care menţin reactivitatea sistemului nervos şi stabilesc un anumit grad de excitabilitate.
În timpul vieţii animalului, peste reflexele necondiţionate se suprapun reflexele condiţionate sau dobândite. Ele se formează sub influenţa condiţiilor de viaţă ale reproducătorului (alimentaţie, întreţinere, exploatare), le întăresc pe cele necondiţionate şi asigură labilitatea comportamentului sexual al masculului, adică adaptarea celui din urmă la noile condiţii de reproducţie.
În centrele de însămânţare artificială, la o activitate sexuală desfăşurată în condiţii favorabile are loc formarea şi consolidarea reflexelor sexuale pozitive, pe când nerespectarea sistematică a condiţiilor în timpul prelevării spermei (existenţa de zgomote, prezenţa unor persoane străine, schimbarea tehnicianului recoltator şi a locului unde se face recoltarea) determină suprapunerea reflexelor condiţionate negative, care fac dificilă recoltarea materialului seminal.
La masculii animalelor agricole şi mai ales la tauri şi vieri uşor se formează şi se întăresc reflexe sexuale condiţionate prin prezenţa unor femele care nu sunt în călduri, unor masculi şi chiar unor manechine care nu se aseamănă neapărat cu femelele din specia respectivă.
Diferenţierea neînsemnată în comportamentul sexual al masculilor şi în special nespecificitatea reflexului de salt şi îmbrăţişare precum şi crearea unor condiţii similare cu cele din timpul intromisiunii fac posibilă recoltarea spermei de la reproducători; prin urmare la baza prelevării spermei de la masculi stă formarea şi întărirea reflexelor condiţionate pozitive.
Principii şi metode de recoltare a spermei
Prelevarea spermei constă în provocarea artificială a ejaculării, fără a avea loc actul sexual între mascul şi femelă. Fiind o operaţiune foarte importantă, mulţi cercetători au căutat să amelioreze metodele de colectare a spermei, fără să prejudicieze sănătatea masculului. În afară de aceasta, metodele de recoltare a spermei trebuie să asigure colectarea ejaculatului fără pierderi, fără afectarea spermilor, precum şi asigurarea unei calităţi sanitare înalte a materialului seminal.
Metodele existente de recoltare a spermei de la reproducători se împart în:
· metode uretrale, ce permit obţinerea spermei nemijlocit din uretra masculului;
· metode vaginale, care ţin de colectarea spermei din vaginul femelei după actul montei.
Metodele uretrale de recoltare a spermei
Recoltarea spermei cu vaginul artificial
În prezent este cea mai răspândită formă pentru recoltarea spermei de la reproducătorii animalelor agricole. Vaginul artificial pentru prima dată a fost inventat de cercetătorul italian Giuseppe Amantea (1914), iar ulterior a suferit modificări şi îmbunătăţiri în vederea adaptării lui pentru recoltarea spermei la toate speciile (Walton, Ivanov, Milovanov, Comisarov, Lipatov, Rodin).
Principiul recoltării spermei cu vaginul artificial constă în asigurarea condiţiilor existente în vaginul natural al femelei în călduri: temperatură, presiune, lubrifiere.
Vaginul artificial este alcătuit din următoarele părţi:
· un tub cilindric rigid sau semirigid confecţionat din cauciuc (taur, vier), ebonită (berbec) sau tablă (armăsar);
· o cămaşă subţire de cauciuc;
· un pahar colector.
Tubul vaginal pe lungimea lui prezintă un orificiu astupat cu un dop sau un robinet de ebonită şi un mâner pentru fixarea vaginului în timpul recoltării (la armăsar).
În vaginul artificial pentru tauri se folosesc pahare colectoare din sticlă cu pereţii dubli sau colectoare de o singură întrebuinţare, confecţionate din polietilenă, în formă de con.
În vaginul artificial pentru berbeci se folosesc pahare colectoare din sticlă cu pereţii dubli sau simpli. Paharele colectoare cu pereţii dubli, la un capăt au o depresiune în formă de con, pentru spermă, iar la capătul opus au o adâncitură în formă de pâlnie, cu un orificiu pentru a turna apă caldă în spaţiul dintre pereţi: 50ml în paharul colector pentru vaginul berbecului şi 100ml pentru vaginul taurului. Temperatura apei turnate trebuie să fie de 35-40°C, iar în paharul colector, în momentul recoltării spermei, după încălzirea pereţilor lui, de 30-35°C. După umplerea paharului colector cu apă. Orificiul se astupă cu un dop de cauciuc.
Paharele colectoare cu pereţii dubli protejează sperma de răcirea bruscă şi sunt folosite când temperatura este mai joasă de +18°C.
În calitate de pahar colector în vaginul artificial pentru vieri se foloseşte un borcan de sticlă de 500-1000ml. În borcan se montează un filtru de masă plastică pentru filtrarea secretului glandelor bulbo-uretrale.
Paharul colector pentru vaginul artificial al armăsarilor este confecţionat din cauciuc.
Pregătirea vaginului artificial
Asamblarea vaginului se face prin introducerea cămăşii vaginale în lumenul tubului vaginal şi răsfrângerea ei peste capetele acestuia. Între cele două componente se creează astfel un spaţiu care este umplut cu apă caldă şi aer (la unele specii). Pentru fixarea cămăşii se folosesc inele de cauciuc la ambele capete.
Cămaşa vaginului trebuie moderat intensă în aşa fel, încât să se creeze cute longitudinale. Cutele helicoidale împiedică intromisiunea şi desfăşurarea corectă a reflexelor sexuale.
Spălarea şi dezinfectarea vaginului se face cu ajutorul unor perii cu coadă lungă, cu apă călduţă, în care se poate adăuga o cantitate mică de bicarbonat de sodiu (2-3%), se clătesc cu apă curgătoare. Sterilizarea vaginului se face, apoi prin autoclavare. În centrele de reproducţie fiecare reproducător are două vagine artificiale, care după sterilizare se păstrează
9-09-2015, 00:14