Контроль качества и методики оценки криоконсервированной спермы быков-производителей

ANNOTATION

In the article there are two technologies for assessing sperm quality – CASA and flow cytometry, fundamentally new methods that automatically analyze the captured parameters and fix them in digital form.

Государственная программа развития сельского хозяйства на 2013-2020 гг. предусматривает развитие в сфере производства – скотоводство путем увеличения продуктивности животных. В молочном скотоводстве в связи с особенностью метода разведения и технологии содержания, по сравнению с другими отраслями животноводства, влияние производителей на общие показатели воспроизводства стада больше, чем в других отраслях, следовательно, оценка репродуктивных качеств быков-производителей требует соответствующего внимания [2, 5].

Искусственное осеменение внесло значительный вклад в улучшение и интенсивное использование генетического потенциала в популяциях крупного рогатого скота за последние 60 лет. Санитарные риски, связанные с естественными способами оплодотворения, могут контролироваться искусственным осеменением [11].

Способы    и    технологии    сохранения    спермы    быков-производителей революционизировала в середине 20 века. Используемая в настоящее время технология криоконсервации спермы разрабатывалась в течение нескольких десятилетий и подтверждалась экспериментальными данными в работах Medeiros et al 2002 [11]. Несмотря на то, что основные условия криоконсервации эякулятов быков неоднократно изучались и совершенствовались, однако процесс замораживания и оттаивания спермы наносит значительный ущерб (30-50%) [11].

Для консервирования спермы быков-производителей успешно используются многие технологии, тем не менее, возникают вопросы по применению наиболее эффективных методов хранения эякулята. В связи с этим, актуальным является поиск этих методов, которые смоги бы обеспечивать повышение эффективности оценки качества и сокращение количества сперматозоидов при осеменении.

Наиболее распространённой методикой по оценке качества спермы является микроскопический анализ. Несмотря на популярность данного метода, минимальные требования к оценке эякулята при консервации составили: 50%, 60%, 65% и 70% [8]. Представленные значения демонстрируют субъективную оценку данного метода и относительно низкий процент успешного оплодотворения [12]. В дополнение к микроскопической оценке подвижности сперматозоидов на сегодняшний день используются также методы, которые обеспечивают высокую объективность и точность. Примером такой оценки служит компьютерный анализ системы CASA и проточная цитометрия, которые обеспечивают объективную и стандартизированную регистрацию параметров качества эякулятов [4]. Использование этих методов способствует обеспечению качества и повышению эффективности производства. Кроме того, представленные системы позволяют использовать множество функциональных параметров, в том числе моторики.

Система CASA полностью автоматизирована. Данный метод самостоятельно фиксирует снятые параметры и выводит их в цифровой формат или в микроскопическое изображение. После этого записанные данные измеряются и оцениваются с помощью компьютерных программ [6]. Возможности системы CASA были впервые доступны в 1985 году. Спустя некоторое время были выявлены преимущества компьютерного анализа для определения влияния окружающей среды на воспроизводительность и функцию спермы [3]. В дополнение к проценту от общего количества подвижных, прогрессивно подвижных и локально подвижных сперматозоидов CASA, также вычисляет различные параметры скорости, такие как линейная и криволинейная скорость (VCL) или частота превышения средней скорости (бит-частота BCF) [7]. Несмотря на высокий уровень автоматизации, результаты на сегодняшний день остаются зависимыми от обработки образцов и измерительных приборов.

Вторым методом оценки служит проточная цитометрия, которая представляет полностью автоматизированный и высоко стандартизированный метод измерения. С его помощью можно исследовать большое количество флуоресцентно меченых клеток объективно и быстро оценивать их физиологическое состояние. Преимуществом этого метода является способность анализировать тысячи клеток в течение нескольких секунд, а также фиксировать более высокую чувствительность по сравнению с микроскопической оценкой клеток [10]. Основы проточной цитометрии описаны в публикациях Baarz, 2006 [6].

Проточная цитометрия первоначально использовалась в основном для анализа клеток крови [13]. С тех пор Yamada et al. провели первое проточное цитометрическое исследование сперматозоидов, основанное на изучении цитометрических протоков спермы быков [14]. На сегодняшний день цитометрическое исследование спермы играет все более важную роль в оценке качества и плодовитости сперматозоидов [13].

Таким образом, модернизация технологии оценки качества спермы является важнейшей задачей интенсификации животноводства и повышения уровня племенной работы. Описанные в статье критерии биологической оценки спермы имеют свои преимущества: данные методы полностью автоматизированы, что, в свою очередь, ускоряет процедуру анализа и систематизации данных. Однако существуют и минусы – они не имеют стабильной корреляции с оплодотворяющей способностью и не полностью отражают биологическую полноценность сперматозоидов. В связи с этим, совершенствование методов оценки качества спермы CASA и проточной цитометрии находятся в центре внимания многих зарубежных специалистов.