|
|
Technologie zmrazování spermií býků ve vztahu k jejich přežitelnosti a oplozovací schopnosti
Doležalová, Martina ; Stádník, Luděk (vedoucí práce) ; Jiří, Jiří (oponent)
Cílem optimalizace procesu výroby inseminačních dávek je zajištění co nejvyšší oplozovací schopnosti spermií v průběhu relativně náročného procesu zpracování čerstvého ejakulátu a jeho následná kryokonzervace. Zejména v průběhu chlazení a mrazení spermií dochází k jejich poškození vlivem změny teplot, kdy jsou spermie vystaveny chladovému šoku a dalším limitujícím faktorům, které mají za následek buněčnou smrt a tudíž i snižování oplozovací schopnosti následně rozmrazené inseminační dávky. Pro zvýšení odolnosti spermií, respektive plazmatické membrány, vůči chladovému šoku byla do komerčně vyráběných ředidel přidávána frakce vaječného žloutku LDL cholesterol (low density lipoprotein) v různých koncentracích, takto vyrobené dávky byly testovány pomocí chladového a tepelného testu přežitelnosti spermií. Má se za to, že LDL příznivě ovlivňuje plazmatickou membránu spermií a napomáhá k lepší oplozovací schopnosti spermií po rozmrazení. Dalším krokem v procesu výroby inseminačních dávek je pozvolné chlazení naředěného ejakulátu a ekvilibrace, kdy jsou dávky uloženy v chladicím boxu po bobu 30 minut až 24 hodin, tato doba je nezbytně nutná pro penetraci určitých komponent ředidla do spermatických buněk a nastolení balance mezi jejich intracelulární a extracelulární koncentrací. Současně je důležitý následný teplotní gradient mrazení inseminačních dávek. Jako nejvhodnější způsob mrazení je dostupný systém počítačově řízeného poklesu teplot v mrazicím boxu, který umožňuje přesnou kontrolu tvorby ledových krystalů, které by mohly roztrhat, a tím zabít buňku.
V průběhu 2012 až 2016 byl opakovaně odebírán ejakulát od skupiny plemenných býků (n=27, býci holštýnského a českého strakatého plemene) na inseminační stanici. Ejakulát splňující standardní vstupní podmínky byl v prvním kroku rovnoměrně rozdělen na několik částí. K ředění ejakulátu byly využity 3 typy komerčně vyráběných ředidel AndroMed, Bioxcell a Triladyl bez a s přídavku LDL do ředidel o koncentraci 4 až 10 % v závislosti na typu ředidla. Naředěný ejakulát byl naplněn do skleněných kapilár o objemu 0,1 ml a teplotě +4 °C a vložen na 10 minut do chladicího boxu o teplotě 0 °C. Po uplynutí stanovené doby byl objem kapiláry smíchán s fyziologickým roztokem o teplotě 37 °C, kde byl vzorek 120 minut inkubován. Byl hodnocen vliv chladového šoku na podíl živých spermií v ejakulátu pomocí barvení Eosinem a Nigrosinem v průběhu tepelného testu přežitelnosti spermií a to ihned po zahřátí vzorku a po uplynutí 120 minutové inkubace. Z výsledků bylo patrné, že vhodnějšími ředidly pro zvyšování odolnosti spermií vůči chladovému šoku byly AndroMed a Bioxcell. Současně byl také zjištěn pozitivní vliv přídavku LDL do ředidel na nižší pokles podílu živých spermií v průběhu tepelného testu (P<0,05). Jako nejvhodnější koncentrace mající příznivý vliv na odolnost spermií vůči chladovému šoku byla vyhodnocena 6% koncentrace LDL v ředidle Bioxcell, kdy byly hodnoty podílu živých spermií vyšší jak na začátku tepelného testu (+1,31 % až +3,2 %) tak po 2 hodinové inkubaci (+5,82 % až +8,41 %) oproti ostatním ředidlům bez a s přídavkem LDL.
V dalším kroku byl optimalizován proces ekvilibrace, který je důležitou součástí výroby dávek a byl vyhodnocen vliv délky ekvilibrace na následnou oplozovací schopnost spermií hodnocenou pomocí motility spermií po rozmrazení zjištěné na základě CASA a podíl živých spermií v průběhu tepelného testu přežitelnosti trvajícím 120 minut (37 °C). Vhodný ejakulát byl naředěn standardně využívaným ředidlem AndroMed na bázi sojového lecitinu, naředěný ejakulát byl naplněn do pejet (0,25 ml), zchlazen a ekvilibrován v chladicím boxu po dobu 30, 120 a 240 minut, následně byl mrazen v programovatelném mrazicím boxu dle 4 typů mrazicích křivek lišících se teplotou a rychlostí poklesu teplot v komoře. K mrazení byla využita standardně využívaná a výrobcem doporučovaná 3. fázová mrazicí křivka, dále 2. fázová mrazicí křivka, a 3. fázová mrazicí křivka s pomalejším a naopak rychlejším poklesem teplot v komoře, oproti standardní mrazicí křivce. Nejvhodnější délka ekvilibrace byla 240 minut, kde byla zjištěna motilita vyšší o +2,72 % a +4,58 % oproti ostatním délkám ekvilibrace (P<0,05 až 0,01). Nejvyšších průměrných hodnot podílu živých spermií bylo dosaženo při délce ekvilibrace 120 minut (+6,87 % a 8,68 %). Nejvyšší průměrné motility spermií po rozmrazení v průběhu tepelného testu přežitelnosti bylo dosaženo při mrazení na základě 2. fázové mrazicí křivky (od +2,97 % do +10,37 %, P<0,05), taktéž při hodnocení podílu živých spermií (od +4,37% do +8,82 %, P<0,01). Při vyhodnocení interakce mezi délkou ekvilibrace mrazicí křivkou ( 2. fázová a 3. fázová standardní) bylo nejvyšších hodnot průměrné motility a podílu živých spermií u obou křivek v kombinaci s délkou ekvilibrace 240 minut, avšak nebyl mezi nimi zaznamenán žádný statisticky průkazný rozdíl. Ve všech hodnocených částech práce byly nalezeny individuální rozdíly mezi jednotlivými býky i mezi jednotlivými odběry ejakulátu od jednoho býka (P<0,05).
Pro zachování dobré oplozovací schopnosti ejakulátu v průběhu procesu kryokonzervace je zapotřebí zvýšit odolnost spermií vůči chladovému šoku a to přidáním správné koncentrace LDL do vhodného komerčně vyráběného ředidla, kterým bylo ředidlo AndoMed a Bioxcell. Následně je ve velké míře oplozovací schopnost vyrobené inseminační dávky ovlivněna chlazením a délkou ekvilibrace před samotným mrazením. Délka ekvilibrace 120 minut a déle a následný šetrný způsob mrazení dle mrazicí křivky, která zajišťuje pozvolný pokles teplot v komoře, zajistí vyšší průměrnou motilitu spermií a podíl živých spermií po rozmrazení.
|
host ::
RSS.