影响家畜体外精子活力的因素分析

文│孙建立（山东省广饶县畜牧业发展服务中心）

随着我国社会的快速发展，畜牧业逐渐向集约化、规模化、专业化模式转型，原有的配种方式已不能满足现代畜牧业需要，同时，生产成本也高，必须开发新的配种技术来能满足现代畜牧业的需求。研究发现，人工授精技术可以大大降低生产成本，还能降低疾病传播风险。精液面临的问题主要是精液处理及适当保存，只有做好精液处理，延长保存时间，才能保证远距离运输，充分发挥优秀良种的繁殖性能。研究发现，种公畜的精液品质受到多种因素的影响，如公畜年龄、健康状况、营养条件及外界条件（温度、酸碱度、光照等）等。可通过优化饲粮配方来保证种公畜营养均衡，提高繁殖性能，充分发挥优秀种公畜的利用价值。笔者从家畜精子及影响精子活力的因素进行介绍，以期为精液处理和保存提供帮助。

一、家畜精子简介

在正常情况下，公畜体温比睾丸和附睾温度高3～5℃。当机体处于异常情况下，如机体发生疾病，感冒和发烧会导致机体体温升高，从而引起睾丸和附睾温度升高，这时公畜配种能力下降，且精子活力降低，畸形率高。附睾温度低于机体体温，附睾分泌物具有高渗、弱酸性等特性，且分泌物中包含精子所需营养物质，精子在附睾中处于休眠状态，故能在附睾中存活较长时间。精清能为精子提供等渗和弱碱性等环境，同时能提供适宜的温度和营养物质（果糖等），使精子处于活跃状态，此时配种后才能完成受精。精子在保存过程中需要消耗营养物质，同时产生代谢废物，如CO2等，在营养物质充足的条件下精子活力强，代谢旺盛，营养物质需求大。因此，营养物质消耗过快，代谢废物也逐渐增多，逐渐积累，最后营养物质消耗完，精子生存环境恶化和营养物质匮乏，精子逐渐死亡，因此，在精液保存过程中，为了延长保存时间，一定要降低精子活力。研究发现，温度、pH等能影响精子活力，温度升高，精子活力增加，温度降低，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，降低温度和提高酸度均可以增加精液保存时间，同时及时补充营养物质和保护剂都有助于延长精液保存时间。正常情况下，配种时首先要保证精子具有一定形态结构和活力，还要有足够的输精量才能保证顺利受精。随着人工授精技术的不断普及，采精后对精液的处理会影响精液品质，如环境因素（温度等）和处理不当都会严重影响精子活力和精子的形态结构，甚至导致其死亡。

二、外界因素对体外精子存活的影响

1.温度。温度直接影响精子活力，适宜的温度能维持精子活力、正常代谢及形态结构。在采集精液后，精液检查时应在接近相应家畜体温的条件下进行精子活力检查，此时才能反应正常的精子活力，因此，镜检温度应高于30℃，室温也应保持在20～25℃。采集的新鲜精液，因为精液的温度接近体温，这时精子的活力很强，必须降低其活力来延长保存时间，可以通过精液中加入乙酸或精液中充入CO2来降低精子活力。新鲜精液采用缓慢降温的方法进行降温，降至15～25℃就可以进行常温保存。随着技术的不断改进，研究发现，猪的精液适合常温保存。随着温度的升高，精子代谢能力以及活力均不断增强，当温度达到50℃时，精子很快就会死亡；当温度处于0～10℃时，精子基本处于休眠状态，可实现精液保存，但必须在精液中添加防冻物质，降温必须缓慢，防止降温迅速造成精子死亡，这种精子死亡被称为冷休克。大量试验表明，家畜精液在0～5℃属于低温保存，在-60～0℃时损害精子，被称为有害温度区间，其中-25～-15℃对精子损害最为严重，被称为极有害温度区间，是因为温度处于这个区域精液很容易产生冰晶，冰晶会导致精子死亡；精子处于-130℃以下时，其活力及代谢都会停止，精子完全休眠状态，这个温度区域能进行精液冷冻保存，被人们称为冷冻安全保存温度区间，必须注意的是在冷冻前需要缓慢降温，当温度降至0～5℃时，在精液中缓慢加入防冻物质，防冻物质有甘油、三羟甲基氨基甲烷、二甲基亚砜等，然后要快速降温使精液冻结，可选择液氮（-195.8℃）或者干冰（-79℃）作为冷源进行降温，使得精液越过对精子产生严重损害的温度区（-60～0℃），直接达到形成玻璃体的温度区间。精子处于玻璃体的温区，大大增加了精子的保存时间，可以实现半永久性保存。现阶段，因液氮具有来源广泛、不易燃烧、不易爆炸等优点，常用于精液保存冷源。

2.酸碱度。大量试验研究表明，家畜精子生存的环境pH接近7，呈中性。当精子生存环境呈弱酸性时，能抑制精子活力，说明在弱酸性环境中能延长精子的存活时间；当精子生存环境呈弱碱性时，能增强精子活力，说明在弱碱性环境中能缩短精子的存活时间，加速精子死亡。对于精液的保存除低温条件外，还可通过提供弱酸性环境来延长精液保存时间，可以在精液中加入有机酸或充入CO2。精子作为一个活体，对酸碱度的耐受力有限，所以在精液保存时要加入缓冲物质来维持精液pH，可以选择的缓冲物质有柠檬酸钠、磷酸二氢钠等。

3.光照。光照会影响精子活力，因阳光中有很强的紫外线和红外线，紫外线长时间直射会使精子中蛋白质变性，导致精子死亡；红外线能提高体表温度，进而升高精液温度，增加精子活力，加速精子代谢，因此，在精液处理过程中应选择没有阳光直射的地方，盛放精液的器皿应选择避光的容器，如棕色精液瓶。且在精液处理和运输过程中必须避免阳光直射。

4.渗透压。渗透压对精子活力有重要影响。精子是活体细胞，其在等渗环境中才能保持正常的活力和形态，才具有受精能力。当精子处于低渗环境中时，精子会吸水导致破裂而死亡；当精子处于高渗环境时，精子会脱水使其皱缩，因此，当精液中的渗透压发生改变时，精子形态及内部电解质浓度会发生变化，使精子失去正常功能。精液保存一定要保持在等渗环境中才能发挥其功能。

5.药物。一些常用药物对家畜精子活力也存在一定影响，研究发现，在牛羊精液中添加适量的青霉素、链霉素，在猪精液中添加适量磺胺类药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营养物质，导致精子因营养物质缺乏而死亡，同时，避免因精液质量问题造成家畜患病，也有利于精液的保存。目前，发现所有的消毒剂都可以将精子杀死。人工授精要求所有用到的器械必须经过处理，保证清洁无菌，同时还要避免器械上存在残余的消毒剂杀死精子，为了避免直接接触精液的器械和器皿存在消毒剂残留，消毒结束后必须采用生理盐水或精液稀释液进行冲洗，一般冲洗3次就可以保证无消毒剂残留。采精人员应不抽烟、不喝酒，因为烟中的尼古丁和大量饮酒后呼出的气体具有特殊气味都能影响精子活力，因此，对工作人员也要严格要求。

6.精液稀释液。采精后需要处理精液，当精液中加入稀释液后，精子细胞膜通透性变大，这时细胞内外的各种离子及某些成分都会发生迁移，对精子正常代谢和生存带来一定的影响，因此，添加时应缓慢稀释，防止精子环境因变化剧烈导致精子死亡。当稀释倍数很高时，应选择梯度稀释，保证缓慢进行，同时在稀释液中加入卵黄，补充营养物质。

三、小结

随着人工授精技术的不断成熟，牧场都采用人工授精进行繁殖。因此，精液的处理和保存十分关键。在精液处理过程中，稀释液中要添加营养物质、缓冲物质和抑菌等保护性物质才能保证精液的正常代谢。精液保存必须克服外界不利因素，改变精液保存条件，如降低保存温度、提供弱酸性环境等均能降低精子活力，延长精液保存时间，进而实现远距离运输。近年来，家畜人工授精技术逐渐推广，很大程度上取决于精液的处理技术和保存条件的优化，同时还要克服一些不利因素。总之，对人工授精的普及还需要更多的科研工作者不断创新、不断改进，开发新的工艺，优化各操作规程，做好精液保存工作。