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發展服務中心）

隨著我國社會的快速發展，畜牧業逐漸向集約化、規模化、專業化模式轉型，原有的配種方式已不能滿足現代畜牧業需要，同時，生產成本也高，必須開發新的配種技術來能滿足現代畜牧業的需求。研究發現，人工授精技術可以大大降低生產成本，還能降低疾病傳播風險。精液面臨的問題主要是精液處理及適當保存，只有做好精液處理，延長保存時間，才能保證遠距離運輸，充分發揮優秀良種的繁殖性能。研究發現，種公畜的精液品質受到多種因素的影響，如公畜年齡、健康狀況、營養條件及外界條件（溫度、酸堿度、光照等）等。可通過優化飼糧配方來保證種公畜營養均衡，提高繁殖性能，充分發揮優秀種公畜的利用價值。筆者從家畜精子及影響精子活力的因素進行介紹，以期為精液處理和保存提供幫助。

一、家畜精子簡介

在正常情況下，公畜體溫比睪丸和附睪溫度高3～5℃。當機體處于異常情況下，如機體發生疾病，感冒和發燒會導致機體體溫升高，從而引起睪丸和附睪溫度升高，這時公畜配種能力下降，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養物質，精子在附睪中處于休眠狀態，故能在附睪中存活較長時間。精清能為精子提供等滲和弱堿性等環境，同時能提供適宜的溫度和營養物質（果糖等），使精子處于活躍狀態，此時配種后才能完成受精。精子在保存過程中需要消耗營養物質，同時產生代謝廢物，如CO2等，在營養物質充足的條件下精子活力強，代謝旺盛，營養物質需求大。因此，營養物質消耗過快，代謝廢物也逐漸增多，逐漸積累，最后營養物質消耗完，精子生存環境惡化和營養物質匱乏，精子逐漸死亡，因此，在精液保存過程中，為了延長保存時間，一定要降低精子活力。研究發現，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間，同時及時補充營養物質和保護劑都有助于延長精液保存時間。正常情況下，配種時首先要保證精子具有一定形態結構和活力，還要有足夠的輸精量才能保證順利受精。隨著人工授精技術的不斷普及，采精后對精液的處理會影響精液品質，如環境因素（溫度等）和處理不當都會嚴重影響精子活力和精子的形態結構，甚至導致其死亡。

二、外界因素對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、正常代謝及形態結構。在采集精液后，精液檢查時應在接近相應家畜體溫的條件下進行精子活力檢查，此時才能反應正常的精子活力，因此，鏡檢溫度應高于30℃，室溫也應保持在20～25℃。采集的新鮮精液，因為精液的溫度接近體溫，這時精子的活力很強，必須降低其活力來延長保存時間，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行降溫，降至15～25℃就可以進行常溫保存。隨著技術的不斷改進，研究發現，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，當溫度達到50℃時，精子很快就會死亡；當溫度處于0～10℃時，精子基本處于休眠狀態，可實現精液保存，但必須在精液中添加防凍物質，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。大量試驗表明，家畜精液在0～5℃屬于低溫保存，在-60～0℃時損害精子，被稱為有害溫度區間，其中-25～-15℃對精子損害最為嚴重，被稱為極有害溫度區間，是因為溫度處于這個區域精液很容易產生冰晶，冰晶會導致精子死亡；精子處于-130℃以下時，其活力及代謝都會停止，精子完全休眠狀態，這個溫度區域能進行精液冷凍保存，被人們稱為冷凍安全保存溫度區間，必須注意的是在冷凍前需要緩慢降溫，當溫度降至0～5℃時，在精液中緩慢加入防凍物質，防凍物質有甘油、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，可選擇液氮（-195.8℃）或者干冰（-79℃）作為冷源進行降溫，使得精液越過對精子產生嚴重損害的溫度區（-60～0℃），直接達到形成玻璃體的溫度區間。精子處于玻璃體的溫區，大大增加了精子的保存時間，可以實現半永久性保存。現階段，因液氮具有來源廣泛、不易燃燒、不易爆炸等優點，常用于精液保存冷源。

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

3.光照。光照會影響精子活力，因陽光中有很強的紫外線和紅外線，紫外線長時間直射會使精子中蛋白質變性，導致精子死亡；紅外線能提高體表溫度，進而升高精液溫度，增加精子活力，加速精子代謝，因此，在精液處理過程中應選擇沒有陽光直射的地方，盛放精液的器皿應選擇避光的容器，如棕色精液瓶。且在精液處理和運輸過程中必須避免陽光直射。

4.滲透壓。滲透壓對精子活力有重要影響。精子是活體細胞，其在等滲環境中才能保持正常的活力和形態，才具有受精能力。當精子處于低滲環境中時，精子會吸水導致破裂而死亡；當精子處于高滲環境時，精子會脫水使其皺縮，因此，當精液中的滲透壓發生改變時，精子形態及內部電解質濃度會發生變化，使精子失去正常功能。精液保存一定要保持在等滲環境中才能發揮其功能。

5.藥物。一些常用藥物對家畜精子活力也存在一定影響，研究發現，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養物質，導致精子因營養物質缺乏而死亡，同時，避免因精液質量問題造成家畜患病，也有利于精液的保存。目前，發現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過處理，保證清潔無菌，同時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，消毒結束后必須采用生理鹽水或精液稀釋液進行沖洗，一般沖洗3次就可以保證無消毒劑殘留。采精人員應不抽煙、不喝酒，因為煙中的尼古丁和大量飲酒后呼出的氣體具有特殊氣味都能影響精子活力，因此，對工作人員也要嚴格要求。

6.精液稀釋液。采精后需要處理精液，當精液中加入稀釋液后，精子細胞膜通透性變大，這時細胞內外的各種離子及某些成分都會發生遷移，對精子正常代謝和生存帶來一定的影響，因此，添加時應緩慢稀釋，防止精子環境因變化劇烈導致精子死亡。當稀釋倍數很高時，應選擇梯度稀釋，保證緩慢進行，同時在稀釋液中加入卵黃，補充營養物質。

三、小結

隨著人工授精技術的不斷成熟，牧場都采用人工授精進行繁殖。因此，精液的處理和保存十分關鍵。在精液處理過程中，稀釋液中要添加營養物質、緩沖物質和抑菌等保護性物質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、提供弱酸性環境等均能降低精子活力，延長精液保存時間，進而實現遠距離運輸。近年來，家畜人工授精技術逐漸推廣，很大程度上取決于精液的處理技術和保存條件的優化，同時還要克服一些不利因素。總之，對人工授精的普及還需要更多的科研工作者不斷創新、不斷改進，開發新的工藝，優化各操作規程，做好精液保存工作。