IV. KỸ THUẬT KHAI THÁC TINH DỊCH CỦA GIA SÚC
2.Đặc điểm của tinh dịch
2.1 Đặc điểm chung
Theo Ivanov, tinh dịch có ba đặc điểm chung.
+ Tinh dịch là dịch tiết của cơ quan sinh dục đực khi con đực thực hiện có kết quả phản xạ sinh dục.
+ Tinh dịch được hình thành một cách tức thời khi con đực phóng tinh, nghĩa là lúc nó hưng phấn cao nhất trong quá trình thực hiện phản xạ giao phối.
+ Tinh dịch gồm hai thành phần cơ bản là tinh trùng và tinh thanh. - Tinh trùng là tế bào sinh dục đực.
- Tinh thanh là chất tiết của các tuyến sinh dục phụ, phụ hòan và ống dẫn tinh.
2.2. Các dặc tính của tinh dịch 2.2.1 Tỷ trọng
Trong tinh dịch, tỷ trọng tinh trùng nặng hơn tinh thanh nên tỷ trọng tinh dịch thường chịu ảnh hưởng của số lượng tinh trùng có trong tinh dịch. Để biết tỷ trọngcủa tinh dịch người ta so sánh giữa khối lượng tinh dịch với khối lượng nước cất hai lần có cùng một thể tích.
Thông thường tỷ trọng tinh dịch lợn là 1,020 - 1,022, bò là 1,03.
Như vậy, trong một mẫu tinh nếu tỷ trọng càng cao tì nồng độ tinh trùng càng đậm đặc.
2.2.2 Độ nhớt của tinh dịch
Độ nhớt của tinh dịch phụ thuộc vào tỷ trọng và thành phần chất nhầy có trong tinh dịch. Việc xác định độ nhớt của tinh dịch có ý nghĩa cần thiết cho việc xây dựng môi trường pha lõang tinh dịch.
Xác định độ nhớt chất lỏng dựa trên cơ sở xác định thời gian chảy của một thể tích nhất định chất lỏng đó qua một mao quản so với thời gian chảy của nước cất hai lần cùng thể tích và cùng chảy qua mao quản trên.
Tinh dịch lợn thường có độ nhớt là 2,4 - 2,6, bò là 2,8 - 3,2, cừu là 4,5.
Việc xác định độ nhớt có tác dụng rất lớn trong việc tạo ra môi trường pha lõang và bảo tồn tinh dịch, vì môi trường phải có độ nhớt tương đương với độ nhớt tinh dịch.
2.2.3 Áp suất thẩm thấu của tinh dịch (posm)
Áp suất thẩm thấu có vai trò quan trọng đối với đời sống tinh trùng, nhất là khi tinh trùng được pha lõang trong các môi trường nhân tạo. Nếu posm của môi trường tương đương với posm nội tại tinh trùng (đẳng trương) thì sức sống tinh trùng thuận lợi. Ngược lại, nếu môi trường nhược trương hoặc ưu trương đều có hại cho tinh trùng, vì sẽ làm cho tinh trùng teo đi hoặc trương phồng và chết đi một cách nhanh
chóng. Có nhiều cách xác định posm, nhưng đều dựa trên nguyên tắc xác định độ hạ băng điểm của chất lỏng cần đo rồi suy ra áp suất thẩm thấu.
2.2.4 Độ pH của tinh dịch
Độ pH của tinh dịch có mối tương quan nghịch với mật độ tinh trùng.
+ Khi còn trong phần phụ hòan (phần túi tinh), tinh trùng có mật độ cao nên pH của tinh dịch thấp. Ở lợn pH từ 6,4 - 6,8, ở trâu bò khỏang 6,2.
+ Khi ra ngòai, tinh trùng được pha lõang với tinh thanh nên pH thường tăng lên. Đối với lợn từ 7,2 - 7,8, đối với trâu bò từ 6,4 - 6,8.
+ Để xác định pH của tinh dịch, người ta có nhiều phương pháp khác nhau như ; dùng pH metter, dùng dãy ống so màu, dùng chỉ thị màu.
2.2.5 Năng lực đệm
Năng lực đệm của một chất là khả năng ổn định lực toan, kiềm của nó khi thêm một tác nhân toan hoặc kiềm vào chất đó.
Năng lực đệm của tinh dịch lợn thường đạt 1.300 - 1.500.
2.2.6 Thành phần hóa học của tinh dịch (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Tinh dịch là một chất lỏng rất phức tạp. Cho tới nay, thành phần hóa học của nó vẫn chưa được nghiên cứu một cách đầy đủ, nhiều chất người ta mới định tính được mà chưa định lượng.
Bảng 7. Thành phần hóa học tinh dịch của một số lòai gia súc [7]
Lòai gia súc Thành phần % Cừu Bò Lợn Ngựa Chó Nước 85.2 90.5 95.4 97.6 97.6 Vật chất khô 14.8 9.5 4.6 2.4 2.4 72
Protein 11.6 4.7 3.8 0.7 0.9
Lipit 1.8 1.3 0.2 0.2
Fructoza 0.25 0.54 0.01 0.01 0.01
Acide citric 0.05
2.2.7. Men trong tinh dịch
Trong tinh dịch có nhiều loại men như: Hyaluronidaza,
mucidaza, catalaza, lipaza, amylaza, photphotaza... tất cả các
men này đều tham gia vào quá trình sống và hoạt động của tinh trùng.
73 3. Hình thái, cấu tạo, chức năng và đặc điểm sinh vật học của tế bào sinh dục đực 3.1. Hình thái
Tế bào sinh dục đực của các loài gia súc khác nhau là khác nhau, nó đặc trưng và ổn định theo loài.
Hình 33. Tinh trùng một số loài gia súc
Tinh trùng của gia súc:Có hình thái giống con nòng nọc, có chiều dài gần gấp đôi đầu, bề dày không đáng kể nên khi nhìn nghiêng giống như hạt gạo hơi cong. Có hình thái khác nhau ở phần cổ và thân.
Thông thường nó có độ dài nói chung: 45-90 µ (trong đó phần đuôi là dài nhất. Về độ dài, kích thước, trong lượng của tế bào sinh dục đực không phụ thuộc vào tuổi tác, trọng lượng của con đực mà nó phụ thuộc và giống lòai.
Trong bản thân tinh trùng chủ yếu là nước- chiếm 75%, còn lại là vật chất khô: 25%. Trong vật chất khô chủ yếu là Protein- chiếm 85%, lipit- 13.2%; ngoài ra khoáng, vitamin: 1.8%.
3.2. Cấu tạo và chức năng
Dưới góc độ sinh sản người ta chia tinh trung ra làm 3 phần: - Phần đầu
- Phần cổ thân - Phần đuôi
* Cấu tạo phần đầu:
- Ngoài cùng là màng chung của tinh trùng gọi là màng bán thấm Lipoprotein. Nó có 3 lớp: protid - lipid - protid, có 2 chức năng: (i) Định hình cho tinh trùng; (ii) Bán thấm: cho phép trao đổi chất bên trong và bên ngoài. Trên cùng phần đầu trong màng có lớp màng mỏng gọi là mũ trước chóp (galeapitis).
74
Dưới mũ trước có một màng gọi là thể giả hoặc thể đỉnh kết hợp với mũ trước chóp tạo nên xoang Acrosome thể hiện khả năng thụ thai của tế bào. Acrosome rất dễ bong và men Hyaluronidaza do Acrosome tiết ra rất dễ thẩm xuất ra ngoài.
Nhiệt độ càng cao thì Acrosome mất tác dụng và mức độ sốc, lắc làm xoang Acrosome bong và mất tác dụng. Ở xoang Acrosome chứa nhiều men Hyaluronidaza không đặc hiệu chủng loại, nó có chức năng như nhau, để tăng tỷ lệ thụ thai người ta thường bổ sung thêm men tổng hợp Hyaluronidaza vào tinh dịch. Nó phá vỡ màng phóng xạ của trứng trong quá trình thụ tinh. Sau hệ thống Acrosome là nhân tinh trùng, nó chiếm gần hết phần đầu. 76.7-86.3% thể tích của đầu là nơi chứa các gen mật mã di truyền để truyền cho đời con. Bản chất hóa học của nhân chủ yếu là Nucleoprotid gồm 2 thành phần cơ bản là acid nucleic và histine, chúng được nối với nhau bởi cầu nối NH2-P, cầu nối này rất dễ bị đứt bởi 3 yếu tố: áp suất thẩm thấu, nhiệt độ cao tới 420C, sự rung động như sốc-lắc. Nếu NH2-P đứt thì tinh trùng bị chết.
Hình 33. Cấu tạo tinh trùng [1]
Ngoài ra còn có các nguyên sinh chất.
* Phần cổ - thân (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Cổ tinh trùng gắn với đầu hết sức lỏng lẻo, nhưng có tác dụng rất lớn trong quá trình thụ tinh, nhưng bất lợi trong quá trình bảo quản.
Phần cổ tế bào sinh dục đực rất ngắn và mảnh, chiều dài không đáng kể, coi phần cổ là vạch biên giữa thân và đầu. Về cấu trúc vi thể thì cổ tương đối giống thân. Có 2 trung tử, trung tử 1 nằm ở dưới đầu, trung tử 2 nằm dưới trung tử 1 và trên thân. Về cấu trúc vi thể, theo Brestneither (1949) cắt ngang phần cổ thân của tinh trùng , từ trung tử 1 nằm trong hố thụ tinh xuất phát ra 2 sợi trục trung tâm và cũng là nơi xuất phát ra 9 sợi fibrin vành trong, 9 sợi này bao bọc lấy hai sợi trung tâm. Trung tử 2 nằm thấp hơn trung tử 1 một chút, là nơi xuất phát của 9 sợi fibrin vành ngoài với kích thước sợi fibrin là khác nhau: sợi 1, 4, 7 có kích thước to (1000 A0), sợi 9 nhỏ (180 A0), sợi 2, 3, 5, 6, 8 có đường kính 700 A0. Nó chạy dọc từ cổ đến đuôi hoặc có công thức cấu trúc vi thể 2+ 9+ 9 giúp cho cơ thể tinh trùng không thay đổi vị trí trong di chuyển. Phần cổ thân chứa nhiều ty thể. Các ty thể là các túi nhỏ chưa 50% protid, 30% lipid và các chất khác. Trong ty thể chứa nhiều men giúp cho quá trình photpho-oxyhóa của tế bào, nó nằm sắp xếp như các vách ngăn từ phía ngoài vỏ đi vào phần trung tâm của thân. Có nhiều chất ở thể sắc tố Sytine Cytocrom hoặc tế bào sắc tố ở phần cổ thân giúp cho qúa trình oxyhóa của tinh trùng. Ngoài ra có lượng lipid đáng kể, trước đây (1856) người ta tưởng tượng lipid đáng kể này là Lơxitin, lượng Lơxitin đó giúp cho tế bào có khả năng thích nghi, thích ứng. Đến năm 1952 lượng lipid đáng kể này được tác giả Bowguth khẳng định không phải là Lơxitin mà đó là Plasmalogen, chất này không có khă năng "chống lạnh" của tế bào. Plasmalogen có khản năng bảo vệ tế bào vì thế mà người ta bổ sung chất chống lạnh đó là lòng đỏ trứng gà.
Ở phần cổ thân là kho chưa ATP, ATP chính là năng lượng được thu nhận qua quá trình trao đổi chất của tế bào và kho cung cấp năng lượng cho tế bào sống.
* Đuôi
Chia làm 3 đoạn: trung đoạn, đuôi chính và đuôi phụ.
+ Trung đoạn nối giữa thân với đuôi. Về cấu trúc cơ thể ở đuôi có công thức 2+9+9, nhưng có điểm khác là sợi trung tâm và các sợi vành trong với vành ngoài có sự liên hệ với nhau giống lip xe và bánh xe đạp gọi là mối liên hệ "nan hoa", giữa các sợi trung tâm với nhau cũng có mối liên hệ "bắt tay", có tác dụng thông tin giữa các sợi trên cùng một chức năng với nhau, làm cho cấu trúc vi thể đuôi tế bào khăng khít, quan sát kính hiển vi thấy rối lên như một màng nhện.
+ Ở đuôi chính cũng có chưá ATP nhưng với một lượng ít hơn ở thân, nguyên sinh chất với số lượng ít có một số men chủ yếu là men giúp cho qúa trình fotforin hóa.
+ Phần đuôi phụ của tế bào không được bao phủ bởi lớp màng chung của tế bào cho nên đó chính là các mái chèo giúp cho tế bào hoạt động.
* Chức năng chính của đuôi:
Đuôi có chức năng duy nhất là chịu trách nhiệm về sự vân động của tế bào.
Đối với tế bào sinh dục đực sống được là nhờ trao đổi chất, thể hiện của sự sống là vận động, mà vận động thì phải cần trao đổi chất nhờ năng lượng, như vậy càng vận động thì trao đổi chất càng tăng lên, tất cả những hiện tượng này làm cho tế bào mau chết bởi vì cạn kiệt năng lượng và nhiều độc tố.
Trao đổi chât trực tiếp sử dụng năng lượng tích lũy dưới dạng ATP của cổ, thân, đuôi. Nó lấy bằng cách nhờ phần protein sợi đuôi (có hai loại: spartine và spermiogine). Nhờ các thành phần protein sợi đuôi này mà ATP được dự trữ ở phần cổ thân nhờ spermiogine và APTaza giải phóng ra ADP + E1, sau đó ADP với sự có mặt của ADPaza giải phóng ra AMP + E2.
2 năng lượng trên được protid sợi đuôi thứ 2 là spartine rải đều năng lượng khắp sợi đuôi làm sợi đuôi co rút gây nên sự chuyển động của tế bào.
Bảng 8. Kích thước tinh trùng của một số loại gia súc [8]
Gia súc Dài tổng số Đầu Cổ Thân Đuôi
(μ) Dài Rộng Dày Cừu 60-75 8 5 1 1.5 10 42-43 Bò 65-72 9 4 1 1 13 49-53 Ngựa 58-60 1 4 2 - 10 42-43 Lợn 55-57 8 4 3 - 12 33-38 3.3. Đặc điểm sinh vật học a. Đặc điểm vận động 76
Tế bào vận động nhờ đuôi, đuôi rung động sẽ làm cho tinh trùng vận động. Bản thân đuôi có khả năng chuyên động chủ động nên khi dòng điện chạy dọc theo tế bào thì cuối đuôi xẽ xòe như mái chèo dẫn đến vận động. Tế bào sinh dục đực vận động phụ thuộc vào 3 yếu tố:
- Cấu trúc đuôi hoàn thiện hay không hoàn thiện. - Năng lượng vận động đủ, nhiều.
- Môi trường sống bên ngoài của tế bào, áp suất thẩm thấu, nhiệt độ làm cho mức độ, cường độ vận động thay đổi và thông qua đấy người ta có thể đánh giá được chất lượng của tế bào. Có thể phân chia ra 3 mức độ vận động:
+ Vận động tiến thẳng: bao gồm các tế bào tốt nhất, gồm những tế bào có phương thức hoạt động mà ở đó mức độ vận động mãnh liệt, vectơ vận động không thay đổi mà nó chỉ tiến lên phía trước mà thôi. Dưới góc độ sinh sản thì tế bào tiến thẳng mới có khả năng thụ tinh. Để đánh giá chất lượng tế bào sinh dục đực thì người ta đánh giá tỉ lệ % số lượng tế bào của phương thức tiến thẳng.
+ Vận động xoay vòng: Gồm có các tế bào có cường độ vận động mạnh khi chuyển động thì vectơ chuyển động luôn thay đổi, sức sống tót nhưng tốc độ sinh sản không tốt nên ít có khả năng thụ tinh.
+ Vận động lắc lư: là loại tế bào đứng một chỗ nhưng vẫn sống, chúng không có vơ chuyển động, không có khả năng thụ tinh.
b. Đặc điểm về trao đổi chất của tế bào
Tinh trùng muốn sống thì phải trao đổi chất và trao đổi chất xảy ra theo nhiều yếu tố hoặc là kìm hãm hoặc làm tăng quá trình trao đổi chất dẫn đến có nhiều quá trình trao đổi chất khác nhau.
Có hai quá trình trao đổi chất cơ bản sau: * Quá trình hô hấp yếm khí
Là quá trình trao đổi chất có thể xảy ra ở trên tất cả các đường nhưng mà các loại đường này đều phải chuyển hóa và quá trình này xảy ra hết sức phức tạp tạo thành đường fructoza và đường này mới sử dụng hết trong quá trình trao đổi chất. Yếu tố quan trọng nhất là không có Oxy thì đường fructoz tiến hành trao đổi chất tạo thành 2 axit lactic và với năng lượng E1 = 50 Kcal được dự trữ dưới dạng ATP.
Thiếu O2
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
C6H12O6 2C3H6O3 + E1
Axit lactic thải ra môi trường được xem là con dao 2 lưỡi. Nếu với nồng độ thấp thì kéo dài thời igan sống của tinh trùng vì nó có tác dụng ức chế tinh trùng hoạt động, nhưng với nồng độ cao sẽ gây chết cho tinh trùng hàng loạt.
Trong môi trường pha loãng người ta có thể bổ sung đường glucoza để tham gia quá trình đường phân xảy ra trong điều kiện yếm khí với sự có mặt của enzim glucophotphataza và hecxokinaza.
* Quá trình hô hấp háo khí
Có O2
Quá trình này cũng xảy ra trên đường fructoz và trong điều kiện có Oxy: C6H12O6 CO2 + H2O + E2
Giai đoạn đầu của quá trình này là đường phân. Giai đoạn sau của quá trình này axit pyruvic được hoạt hoá đi vào chu trình Kreb và phân giải triệt để, cuối cùng cho ra CO2 và nước và năng lượng lớn gấp nhiều lần (670 Kcal) so với dạng không có Oxy, năng lượng này được dự trữ dưới dạng ATP (38 ATP).
Nồng độ CO2 tăng lên thì ức chế sự hoạt động của tế bào. Lượng nước sinh ra và thay đổi nhiệt độ, chất tan, áp suất thẩm thấu, đều giết được tinh trùng trong một thời gian ngắn.
Muốn kéo dài thời gian sống của tế bào thì giữ trong môi trường không có Oxy. Trước khi phối tinh cho con cái thì cho tinh trùng tiếp xúc với không khí.
c. Các đặc điểm khác
- Đặc tính chuyển động tới trước
Tinh trùng sống thì luôn luôn chuyển động. Tinh trùng chuyển động nhờ cổ hay thân và đuôi để chuyển động quanh trục.
Đuôi ngoằn ngoèo uốn khúc chuyển động gây ra một xung động để tự tiến tới trước. Ngoài ra, tinh trùng có đầu giống như quả lê nên tự nó chuyển động xung quanh cái trục của thân nó. Sự rung động của đuôi kết hợp với sự xuay của trục giữa làm cho