牛磺酸對豬精子低溫保存的影響

楊愛榮

（山東省濟寧市任城區農業農村局 山東濟寧 272000）

隨著現在集約化、規模化、標準化養豬場的發展，養殖戶越來越多的應用操作簡單、受孕率較高、費用較低的人工授精技術進行配種繁殖，但是豬精液品質的好壞直接影響了豬場的生產規模、經濟效益等指標。而在豬精液保存過程中最易降低精子質量的因素之一就是氧化應激，但是眾多研究表明牛磺酸具有調控生殖功能、提高精子抗氧化能力等作用。因此，本文作者在查閱相關資料和結合實際工作經驗的基礎上，從多個指標分析了在低溫保存豬精液時，牛磺酸對其產生的影響，以期能夠進一步推廣牛磺酸作為精液保護劑在豬精液保存中的應用，并且為廣大同行提供參考，保證精液品質，提高養殖效益。

1 牛磺酸作用及機理

牛磺酸（β-氨基乙磺酸）是一種在動物體內以游離形式存在的含硫氨基酸，雖然不參與蛋白質合成代謝過程中的任何途徑，但是其不僅有藥物作用，還有營養作用，具有較多的生理功能。例如：可以有效清除自由基、保護質膜的完整性而增強細胞膜的抗氧化能力；通過保護視網膜，降低發生白內障的風險，提高畜禽視力；通過中和細菌所產生的毒素，保護肝臟細胞膜，有效降低膽酸的毒性；通過與胰島素發揮協同作用，降低畜禽血糖；通過降低精子膜上脂質過氧化損傷保護精子等。

牛磺酸不僅是精液中存在含量最多的游離氨基酸之一，而且也廣泛存在于雄性動物的睪丸間質細胞、平滑肌以及周圍血管內皮細胞中，因此與雄性畜禽的生殖能力密切相關。牛磺酸對豬精液品質的作用機理，不僅體現在通過清除自由基降低精子膜脂質的過氧化損傷；而且還可以抑制精子膜上磷脂甲基轉移酶的活性，進而改變精子膜上鈉鉀離子ATP 酶的活性，從而在豬精液低溫保存中起到保護精液品質的作用[1]。

2 對豬精液品質指標的影響

精液品質的好壞直接影響了人工授精的成敗，影響了母豬妊娠率，還影響了養殖戶的經濟效益。在使用牛磺酸作為精液保護劑時，必須有一些評價精液質量的指標來研究其對低溫條件下精液保存產生的影響。常用采精量、精子密度、精子活力、精子畸形率以及質膜完整率、頂體完整率等指標來作為評價精液質量的指標。

2.1 采精量

在采精時，一次收集到的豬只的精液總體積稱之為采精量，是評價精液品質好壞的最直觀的指標之一，在統計時，可以用帶有刻度的容器直接測量。但是，采精量也會受到豬只年齡、品種、個體差異以及所用牛磺酸濃度的影響。李方方等[1]通過比較是否在豬只飼料中添加牛磺酸以及添加的牛磺酸水平，發現飼料中添加牛磺酸可以顯著增加種公豬的采精量，并且當牛磺酸的添加水平為6 g/kg時，1～45 d 以及46～90 d 的采精量均最大，分別可達250、280 mL，可能是由于飼料中添加牛磺酸對精子的生成具有促進作用，故顯著增加了采精量。

2.2 精子密度

每毫升精液中含有的精子數量稱之為精子密度。精子密度直接關系到精液稀釋的倍數以及對輸精過程中所用劑量的計算。精子密度越大，則稀釋倍數越大，在人工授精中用于配種的母豬越多。一般情況下，豬精液的濃度為3.0×107～5.0×107/ mL 時可以保證每頭母豬受精達3×109～4.0×109個精子，并且也能保證每只母豬使用80～100 mL 的精液用量。使用牛磺酸，可以顯著提高豬精液中的精子密度[2]。

2.3 精子活力

用精子活力表示精液中呈前進狀態運動（這種精子才具備正常的生存能力、具備受精的能力）的精子數量占全部精子的百分比率。精子活力直接影響了精液的品質和母豬的受胎率。劉琦[3]研究了在自己配制的精液稀釋液中添加不同劑量（0、0.5、1、5、10 mmol/L）的牛磺酸對精子活力的影響，發現精子活力隨添加的牛磺酸劑量在一定的范圍內先升高后降低，說明當牛磺酸添加的濃度適宜時，可以通過調節細胞膜對Ca2+的通透性以及調節細胞內外滲透壓來提高精子活力，但是若濃度過大，則可能會因影響精子質膜的通透性進而破環精子結構。謝東淇等[4]研究了不同牛磺酸和抗生素復合劑對豬精液保存過程中精子活力的影響，發現當向稀釋液中添加5 mmol/L 牛磺酸時，精液保存5 d 后的精子活力為64.11%，顯著高于不添加或者添加其他劑量的牛磺酸組的精子活力。

2.4 質膜和頂體完整率

精子質膜和頂體完整率也是評價精液質量好壞的重要指標之一，直接影響人工授精之后的受胎率。劉琦[3]研究發現在精子保存的不同天數，不同牛磺酸濃度對精子質膜完整率的影響不同，當保存天數為1～2 d 時，添加5 mmol/L 牛磺酸的精子質膜完整率顯著高于其他添加劑量組；當保存天數為3～5 d 時，添加1 或者5 mmol/L 牛磺酸的精子質膜完整率高于其他添加劑量組，這個結果表明，在稀釋液中添加牛磺酸可以提高精子質膜完整率，但是具體添加劑量需要根據實際情況進行調整。對于精子頂體完整率，在一定程度上隨牛磺酸添加濃度的增加先升高后降低，但總體而言是添加5 mmol/L 時精子的頂體完整率最高，可達72.10%。

2.5 精子畸形率

當精子出現畸形時（尤其是出現尾部打結、纏繞、卷曲等情況），會嚴重影響精子的正常運動以及降低精子的受精能力，因此，在保存精液過程中一定要有目的地降低精子的畸形率。王赫川等[5]通過研究向Modena 稀釋液中添加不同濃度的牛磺酸對豬精液保存效果的影響，發現當向稀釋液中添加5 mmol/L 的牛磺酸時，保存11 d 時精子畸形率為31.2%，顯著低于不添加或者添加其他劑量組，說明在精液稀釋劑中添加一定劑量的牛磺酸可以明顯改善精子發生畸形的概率，但是改善情況與保存天數等有關，因此，最佳使用劑量還要根據實際情況進行調整，并且相關機制也要進一步研究。

3 對精液抗氧化能力的影響

選擇牛磺酸作為精液保存過程中稀釋液的保護劑，一定程度上是因為牛磺酸具有較強的抗氧化作用，主要通過參與清除自由基、維持應激狀態下供能細胞器線粒體電子傳遞鏈的完整性、維持生物膜系統的穩定性以及有效抑制畜禽體內特定ROS 產生酶類這4 個方面發揮抗氧化功能。用T-AOC（總抗氧化能力）以及MAD（丙二醛）作為評價牛磺酸作為抗氧化劑在精液保存中發揮作用的指標。

3.1 T-AOC

作為反映畜禽體內總抗氧化能力的指標，T-AOC 可以直接反映出精子對抗自由基攻擊的能力，也就是精子的抗氧化水平。當在豬精液稀釋劑中添加不同劑量的牛磺酸時，T-AOC 的活性先隨著添加劑量的增大而增大，隨后急劇下降，當添加劑量為5 mmol/L 時抗氧化效果最佳。王赫川等[5]研究0、1、5、10 mmol/L 的牛磺酸對豬精子中T-AOC 的影響，發現只要添加牛磺酸就可以顯著提高TAOC 的濃度，但是使用效果也會受到精液保存天數的影響，故對于不同保存天數的精液可能所需添加的牛磺酸的劑量不同。

3.2 MAD

MAD 是脂質過氧化過程中產生的氧化產物。正常情況下，精子呼吸和新陳代謝過程中產生的ROS 會被抗氧化酶消除，但是過長時間的精液保存破環了其內部的環境，降低了精液中抗氧化酶的活性進而導致ROS 增加，故產生的MAD 也會增多。當牛磺酸作為一種抗氧化劑添加到保存的豬精液中時，會顯著降低精液中MAD的產生速率。當向精液中添加0.5 mmol/L 牛磺酸時不能降低MAD的濃度，但是添加1、5 mmol/L 時就能顯著降低MAD 的濃度，說明在精液中添加牛磺酸可以通過消除氧自由基、提高抗氧化酶活性發揮作用，但是必須要達到一定的添加劑量，并且抗氧化的能力有限，使用時要多加注意。

4 其他因素對豬精液保存的影響

精液保存過程中受到多種因素的影響，除了關注牛磺酸作為一種精液保存過程中的抗氧化劑，可以有效提高精液質量外，還要考慮到其他因素對精液產生的影響。

4.1 pH 值

pH 值是衡量精子生存環境的重要指標之一，過酸過堿的環境都可能造成精子的死亡。因此，在精液保存過程中，一定要注意其pH 的變化。多數人認為，精子在保存過程中產生的代謝產物是酸性的，為了保持精液保存過程中的中性環境，必須要在精液中加入適量的堿性稀釋液可以增加精子保存后的效果。

4.2 稀釋液

稀釋液是精子保存過程中主要能量來源，并且為精子提供了一個相對穩定的環境，因此，稀釋液的配制以及所需試劑的選擇均會影響精液保存質量的好壞。在配制精液稀釋液時，一般情況下要考慮到營養物質（葡萄糖、糖蜜）為其提供能量，緩沖物質（HEPES、MOPS）為其提供相對穩定的pH，無機鹽離子（Na+、K+）維持精子的正常形態以及活動，抗生素為其提供相對無菌的環境等。

5 小結

牛磺酸作為豬精液保存過程中的抗氧化劑之一，在一定程度上可以通過提高采精量、精子密度、精子活力、質膜和頂體完整率，降低精子畸形率，提高總抗氧化能力，降低丙二醛濃度從而達到提高精液質量的目的，在豬精液保存中有廣闊應用前景。