Hoạt lực tinh trùng là một trong những thông số quan trọng để đánh giá chất lượng tinh trùng và khả năng thụ tinh trong sinh sản nhân tạo ở cá xương [40]. Cá đực thành thục tốt thì tinh trùng khỏe mạnh và tuổi thọ kéo dài hơn so với cá đực chưa thành thục [168].
Hoạt lực của tinh trùng phụ thuộc vào đặc điểm của loài, mức độ thành thục của nó và điều kiện môi trường mà nó đang sống. Sự chuyển động và thời gian vận động của tinh trùng có thể giúp đánh giá được chất lượng tinh trùng. Tinh trùng trong tinh dịch không hoạt động và chỉ hoạt động trong dung dịch hoạt hóa [9].
Các thông số hoạt lực bao gồm tỷ lệ phần trăm của các tế bào tinh trùng vận động (phần trăm hoạt lực), vận tốc, tổng thời gian vận động của tinh trùng [86, 101, 134, 149, 178].
Phần trăm hoạt lực tinh trùng: Việc đánh giá các thông số hoạt lực có thể được xác định bằng phương pháp ước lượng chủ quan bằng mắt thường dưới kính hiển vi hoặc phương pháp khách quan hơn bằng hệ thống phân tích tinh trùng kết nối với máy tính (Computer-Aided Sperm Analysis (CASA) systems) [178].
Đánh giá phần trăm hoạt lực bằng phương pháp ước lượng chủ quan: Việc đánh giá khả năng vận động của tinh trùng cá cơ bản được nhiều tác giả dựa trên các ước tính chủ quan về các thông số hoạt lực trong suốt thời gian qua [86, 101, 134, 149, 178]. Theo đó, tỷ lệ phần trăm tinh trùng vận động tại chỗ và chuyển động mạnh khi được kích hoạt bởi dung dịch hoạt hoá được đánh giá theo 5 mức độ, bao gồm: 0, không có tinh trùng nào vận động; 1, có đến không quá 25% tế bào vận động; 2, có đến không quá 50% tế bào vận động; 3, có đến không quá 75% tế bào vận động và 4, có nhiều hơn 75% tế bào vận động được quan sát thấy [101, 149, 204]. Việc đánh giá hoạt lực tinh trùng bằng phương pháp này phụ thuộc nhiều vào cảm quan của người quan sát, do đó còn hạn chế kết quả.
Đánh giá phần trăm hoạt lực bằng hệ thống phân tích tinh trùng kết nối với máy tính (CASA): Mặc dù sự phát triển của kỹ thuật để đánh giá khả năng vận động tinh trùng gần đây đã có nhiều tiến bộ, nhưng hầu hết các tiến bộ được đăng ký đều chỉ trên động vật có vú bao gồm con người so với cá và các sinh vật thủy sinh khác. Các hệ
thống ban đầu đã được phát triển để kiểm tra khả năng sinh sản của nam giới trong phòng thí nghiệm lâm sàng, và sau đó được áp dụng trên các loài động vật có vú khác [90, 110, 153, 200]. Hoạt lực tinh trùng cá được đo khách quan lần đầu tiên bởi Cosson và ctv (1985), sử dụng chiếu sáng hoạt nghiệm và quay video vận động tinh trùng cá hồi sau khi được kích hoạt [81]. Chỉ trong vài năm trở lại đây, hệ thống CASA hiện đại được chuyển thể để nghiên cứu trên tinh trùng cá hoặc trên các đối tượng động vật thủy sản khác [71, 118, 173, 197]. Hệ thống CASA được sử dụng như là để ghi lại các hình ảnh vận động của tinh trùng, xử lý và phân tích chúng [58].
Với phương pháp ước lượng chủ quan như đã trình bày ở trên thì sự khác nhau trong vận động của tinh trùng sẽ khó hoặc không xác định được. Tuy nhiên, việc đánh giá vận động tinh trùng bằng hệ thống CASA cho phép đo các thông số hoạt lực của tinh trùng chính xác và đáng tin cậy hơn. Kỹ thuật này cho phép các nghiên cứu về vận động của tinh trùng được chia thành các kiểu khác nhau như chuyển động thẳng (tuyến tính), chuyển động xoay tròn (cong), chuyển động theo hình zic zắc [173].
Vận tốc tinh trùng: Để đánh giá vận tốc tinh trùng trên cá (cá da trơn châu Phi, cá chép, cá vàng, cá rô Âu-Á, cá hồi, cá tầm) các nghiên cứu về hệ thống theo dõi tinh trùng được sử dụng. Theo đó, các thông số để đánh giá vận tốc tinh trùng một cách hữu ích nhất là vận tốc chuyển động theo đường cong (VCL: curvilinear velocity), vận tốc chuyển động thẳng (VSL: straight line velocity). Nếu quỹ đạo là một đường thẳng thì VCL và VSL là giống hệt nhau [178].
Hình 1.6 . Sơ đồ biểu diễn một số kiểu chuyển động của tinh trùng cá [104].
Ngay sau khi kích hoạt, tinh trùng cá xương thường di chuyển theo một quỹ đạo thẳng (VSL) hoặc hơi cong (VCL) [178]. Người ta thường sử dụng VAP (average path velocity) như là vận tốc trung bình để đánh giá vận tốc tinh trùng trên các loài cá [77,
VCL (curvilinear velocity): vận tốc chuyển động cong VSL (straight line velocity): vận tốc chuyển động thẳng VAP (average path velocity): vận tốc trung bình
ALH (amplitude of lateral head displacement): biên độ chuyển động của đầu tinh trùng
115, 118, 178]. Một số kiểu chuyển động của tinh trùng cá thông qua hệ thống CASA được thể hiện qua Hình 1.6.
Ở nghiên cứu này, vận tốc trung bình (VAP) được sử dụng để đánh giá vận tốc chuyển động của tinh trùng cá chẽm mõm nhọn.
Thời gian hoạt lực (thời gian vận động của tinh trùng): Thời gian hoạt lực được tính từ lúc tinh trùng bắt đầu được kích hoạt vận động đến lúc chấm dứt vận động [91]. Năng lượng cung cấp cho sự vận động của tinh trùng chủ yếu dựa vào sự phân giải Glucid, năng lượng dự trữ của tinh trùng. Cá đực thành thục tốt thì tinh trùng khỏe mạnh và tuổi thọ kéo dài hơn so với cá đực chưa thành thục [168].
Ở nghiên cứu này, các thông số hoạt lực trên tinh trùng cá chẽm mõm nhọn được đánh giá một cách khách quan bởi bởi hệ thống CASA.