Nghiên cứu một số chỉ tiêu số lượng chất lượng tinh dịch và khả năng sản xuất tinh đông lạnh của bò đực giống holstein friesian sinh tại việt nam
Trang 1BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
- -
PHÙNG THẾ HẢI
NGHIÊN CỨU MỘT SỐ CHỈ TIÊU SỐ LƯỢNG, CHẤT LƯỢNG TINH DỊCH VÀ KHẢ NĂNG SẢN XUẤT TINH ðÔNG LẠNH CỦA BÒ ðỰC
GIỐNG HOLSTEIN FRIESIAN SINH TẠI VIỆT NAM
LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP
Chuyên ngành: Thú Y
Mã Số : 60.62.50 Người hướng dẫn khoa học: 1 PGS TS Nguyễn Văn Thanh
2 TS Lê Văn Thông
HÀ NỘI - 2009
Trang 2LỜI CAM ðOAN
Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu khoa học của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn này là trung thực, chính xác và chưa ñược ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác
Mọi sự giúp ñỡ thực hiện luận văn này ñã ñược cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn này ñã ñược chỉ rõ nguồn gốc
Hà Nội, ngày 22 tháng 01 năm 2010
Phùng Thế Hải
Trang 3LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình nghiên cứu ñể hoàn thành luận văn của mình, tôi ñã nhận ñược sự chỉ bảo tận tình, sự giúp ñỡ quý báu của các thầy giáo, cô giáo,
các nhà khoa học, các nhà quản lý, cán bộ công nhân viên Trung tâm giống gia
súc lớn Trung ương, Trạm nghiên cứu và sản xuất tinh ñông lạnh Moncada
Nhân dịp này, cho phép tôi ñược bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới:
PGS-TS Nguyễn Văn Thanh - Trưởng Bộ môn Ngoại Sản - Khoa Thú Y- Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội, TS Lê Văn Thông - Giám ñốc
Trung tâm Giống gia súc lớn Trung ương ñã hướng dẫn, giúp ñỡ và tạo ñiều
kiện tốt nhất cho tôi trong xuất quá trình thực hiện ñề tài, ñánh giá kết quả và
hoàn thành luận văn
Tập thể, các thầy giáo, cô giáo, Viện ñào tạo sau ñại học, Bộ Môn Ngoại Sản, Khoa Thú y - Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội,
Tôi xin chân thành cảm ơn tới lãnh ñạo, cán bộ công nhân viên Viện Chăn nuôi, Trung tâm giống gia súc lớn Trung ương, Trạm nghiên cứu và sản
xuất tinh ñông lạnh Moncada,
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn toàn thể gia ñình, bạn bè, anh em, ñồng nghiệp ñã tạo mọi ñiều kiện thuận lợi và giúp ñỡ tôi về mọi mặt, ñộng viện
khuyến khích tôi hoàn thành luận văn này!
Hà Nội, ngày 22 tháng 01 năm 2010
Phùng Thế Hải
Trang 526 V Lượng xuất tinh
Trang 6DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1: Thành phần hoá học của tinh dịch bò 7
Bảng 2: Kích thước của bào thai bò qua các tháng tuổi 31
Bảng 4.1: Lượng xuất tinh (V) của bò ñực giống HF sinh tại Việt Nam 39
Bảng 4.2: Màu tinh dịch của bò ñực giống HF sinh tại Việt Nam 42
Bảng 4.3: pH tinh dịch của bò ñực giống HF sinh tại Việt Nam 44
Bảng 4.4: Nồng ñộ tinh trùng (C) của bò ñực giống HF sinh tại Việt Nam 46
Bảng 4.5: Hoạt lực tinh trùng (A) của bò ñực giống HF sinh tại Việt Nam 49
Bảng 4.6: Tỷ lệ tinh trùng kỳ hình (K) của bò ñực giống HF sinh tại Việt Nam 52
Bảng 4.7: Tỷ lệ tinh trùng sống của bò ñực giống HF sinh tại Việt Nam 54
Bảng 4.8: Tổng số tinh trùng sống tiến thẳng của bò ñực giống HF sinh tại Việt Nam 57
Bảng 4.9: Tỷ lệ các lần khai thác tinh ñạt tiêu chuẩn của bò ñực giống HF sinh tại Việt Nam 59
Bảng 4.10: Số lượng tinh cọng rạ sản xuất ñược trong một lần khai thác tinh của bò ñực giống HF sinh tại Việt Nam (liều/ lần khai thác) 61
Bảng 4.11: Hoạt lực tinh trùng sau giải ñông của bò ñực giống HF sinh tại Việt Nam 63
Bảng 4.12: Số lượng tinh cọng rạ sản xuất/năm và tỷ lệ tinh cọng rạ ñạt tiêu chuẩn sau ñông lạnh 66
Bảng 4.13: Tỷ lệ phối giống lần một có chửa trên ñàn bò cái của các bò ñực giống HF sinh tại Việt Nam 67
Trang 7DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1: Cơ quan sinh dục của bò ựực 4
Hình 2: Mặt cắt dịch hoàn và dịch hoàn phụ 5
Hình 3: Vi cấu trúc của tinh trùng bò (Hiroshi, 1992) [29] 11
Hình 4: Các dạng kỳ hình phổ biến của tinh trùng 16
Hình 5: Quá trình ựông lạnh dung dịch (Hiroshi, 1992) [29] 19
Hình 6: đông lạnh nước muối sinh lý (Hiroshi, 1992) [29] 19
Hình 7: Ảnh hưởng của glycerol trong dung dịch NaCl so với nồng ựộ NaCl trong dung dịch còn lại khi dung dịch NaCl (0,15M) ựược ựông lạnh (Hiroshi, 1992)[29] 25
Hình 8: Biến ựổi vật lý trong tế bào khi ựông lạnh (Mazur, 1989)[35] 26
Hình 9: Chu kỳ ựộng dục ở bò 28
Trang 8DANH MỤC CÁC ẢNH
Ảnh 1.1 Bò ựực giống HF số hiệu 292 76
Ảnh 1.2 Bò ựực giống HF số hiệu 293 76
Ảnh 1.3 Bò ựực giống HF số hiệu 294 76
Ảnh 1.4 Bò ựực giống HF số hiệu 295 76
Ảnh 1.5 Bò ựực giống HF số hiệu 296 76
Ảnh 2.1 Khu vực chăn nuôi bò ựực giống và sản xuất tinh ựông lạnh 77
Ảnh 2.2 Khu vực khai thác tinh 77
Ảnh 2.3 Chuẩn bị bò trước khai thác tinh 77
Ảnh 2.4 Giá giả 77
Ảnh 2.5 Khai thác tinh 77
Ảnh 3.1 đánh giá hoạt lực tinh trùng 78
Ảnh 3.2 Tủ bảo ôn môi trường 50C 78
Ảnh 3.3 Máy in nhãn hiệu lên cọng rạ 78
Ảnh 3.4 Máy nạp-hàn cọng rạ 78
Ảnh 3.5 Máy ựông lạnh tinh trùng 78
Ảnh 3.6 Tủ cân bằng trước ựông lạnh 78
Trang 9DANH MỤC CÁC BIỂU ðỒ
Biểu ñồ 4.1: Lượng xuất tinh của bò ñực giống HF sinh tại Việt Nam 40
Biểu ñồ 4.2: Tỷ lệ xuất hiện màu sắc tinh dịch của bò ñực giống HF sinh tại Việt Nam 43
Biểu ñồ 4.3: pH tinh dịch của bò ñực giống HF sinh tại Việt Nam 45
Biểu ñồ 4.4: Nồng ñộ tinh trùng của bò ñực giống HF sinh tại Việt Nam 48
Biểu ñồ 4.5: Hoạt lực tinh trùng của bò ñực giống HF sinh tại Việt Nam 50
Biểu ñồ 4.6: Tỷ lệ tinh trùng kỳ hình của bò ñực giống HF sinh tại Việt Nam53 Biểu ñồ 4.7: Tỷ lệ tinh trùng sống của bò ñực giống HF sinh tại Việt Nam 55
Biểu ñồ 4.8: Tổng số tinh trùng sống tiến thẳng của bò ñực giống HF sinh tại Việt Nam 58
Biểu ñồ 4.9: Tỷ lệ các lần khai thác tinh ñạt tiêu chuẩn và không ñạt tiêu chuẩn của bò ñực giống HF sinh tại Việt Nam 60
Biểu ñồ 4.10: Số lượng tinh cọng rạ sản xuất ñược trong một lần khai thác tinh của bò ñực giống HF sinh tại Việt Nam 62
Biểu ñồ 4.11: Hoạt lực tinh trùng sau giải ñông của bò ñực giống HF sinh tại Việt Nam 64
Trang 10MỤC LỤC
1 MỞ ðẦU 1
1.1 ðặt vấn ñề 1
1.2 Mục ñích của ñề tài 2
1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài .2
2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3
2.1 Sự thành thục về tính và cấu tạo bộ máy sinh dục của bò ñực 3
2.1.1 S ự thành thục về tính 3
2.1.2 C ấu tạo bộ máy sinh dục của bò ñực 3
2.2 Thành phần hoá học của tinh dịch bò 7
2.2.1 ðặc ñiểm của tinh trùng bò 8
2.2.2 ðặc ñiểm lý hoá học của tinh thanh 11
2.3 Một số nghiên cứu trong và ngoài nước 12
2.3.1 L ượng xuất tinh 12
2.3.2 Màu s ắc và mùi của tinh dịch 13
2.3.3 pH tinh d ịch 13
2.3.4 N ồng ñộ tinh trùng 14
2.3.5 Ho ạt lực của tinh trùng 15
2.3.6 T ỷ lệ tinh trùng kỳ hình 15
2.3.7 T ỷ lệ tinh trùng sống 17
2.3.8 S ức kháng ñông của tinh trùng 18
2.4 Một số nguyên lý cơ bản về ñông lạnh tinh trùng 18
2.4.1 Hi ện tượng ñông băng chất lỏng 18
2.4.2 Ảnh hưởng của hiện tượng ñông băng lên tế bào tinh trùng 20
2.4.3 M ột số nhân tố làm tăng sức kháng ñông của tinh trùng 22
2.5 Hoạt ñộng sinh sản ở bò cái 26
2.5.1 S ự thành thục về tính 26
Trang 112.5.2 S ự thụ tinh 29
2.5.3 Mang thai 29
3 ðỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32
3.1 ðối tượng, ñịa ñiểm và thời gian nghiên cứu 32
3.1.1 ðối tượng nghiên cứu 32
3.1.2 ðịa ñiểm nghiên cứu 32
3.1.3 Th ời gian nghiên cứu 33
3.2 Nội dung nghiên cứu 33
3.2.1 Nghiên c ứu một số chỉ tiêu số lượng, chất lượng tinh dịch của bò ñực giống HF sinh t ại Việt Nam 33
3.2.2 Nghiên c ứu khả năng sản xuất tinh ñông lạnh của bò ñực giống HF sinh tại Vi ệt Nam 34
3.2.3 Nghiên c ứu tỷ lệ phối giống lần một có chửa trên ñàn bò cái của các bò ñực gi ống HF sinh tại Việt Nam 34
3.3 Phương pháp nghiên cứu 34
3.3.1 Tiêu chu ẩn tinh dịch bò ñể sản xuất tinh ñông lạnh 10 TCN 531-2002 34
3.3.2 Khai thác tinh d ịch từ bò ñực giống HF 35
3.3.3 Các b ước sản xuất tinh bò ñông lạnh dạng cọng rạ 35
3.3.4 Ph ương pháp nghiên cứu một số chỉ tiêu số lượng, chất lượng tinh dịch c ủa bò ñực giống HF sinh tại Việt Nam 36
3.3.5 Ph ương pháp nghiên cứu khả năng sản xuất tinh ñông lạnh của bò ñực gi ống HF sinh tại Việt Nam 37
3.3.6 Ph ương pháp nghiên cứu tỷ lệ phối giống lần một có chửa trên ñàn bò cái c ủa từng bò ñực giống HF sinh tại Việt Nam 37
3.4 Xử lý số liệu 38
Trang 124 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 39
4.1 Một số chỉ tiêu số lượng, chất lượng tinh dịch của bò ñực giống HF sinh tại Việt Nam 39
4.1.1 L ượng xuất tinh 39
4.1.2 Màu s ắc tinh dịch 41
4.1.3 pH tinh d ịch 44
4.1.4 N ồng ñộ trinh trùng 46
4.1.5 Ho ạt lực tinh trùng 48
4.1.6 T ỷ lệ tinh trùng kỳ hình 51
4.1.7 T ỷ lệ tinh trùng sống 54
4.2 Khả năng sản xuất tinh ñông lạnh của bò ñực giống HF sinh tại Việt Nam 56
4.2.1 T ổng số tinh trùng sống tiến thẳng trong một lần khai thác tinh 56
4.2.2 T ỷ lệ các lần khai thác tinh ñạt tiêu chuẩn 59
4.2.3 S ố lượng tinh cọng rạ sản xuất ñược trong một lần khai thác tinh 61
4.2.4 Ho ạt lực tinh trùng sau giải ñông 62
4.2.5 S ố lượng tinh cọng rạ sản xuất/năm và tỷ lệ tinh cọng rạ ñạt tiêu chuẩn sau ñông lạnh 65
4.3 Tỷ lệ phối giống lần một có chửa trên ñàn bò cái của các bò ñực giống HF sinh tại Việt Nam 67
5 Kết luận và ñề nghị 69
5.1 Kết luận 69
5.2 ðề nghị 70
TÀI LIỆU THAM KHẢO 71
PHỤ LỤC 76
Trang 131 MỞ ðẦU 1.1 ðặt vấn ñề
Sinh sản là một thiên chức bẩm sinh vô cùng quan trọng trong hoạt ñộng của sự sống nhằm duy trì nòi giống, tăng số lượng quần thể và tăng năng suất, chất lượng sản phẩm vật nuôi, tăng hiệu quả kinh tế trong chăn nuôi Ở con ñực, khả năng sinh sản ñược thể hiện chủ yếu qua sản phẩm tinh dịch Sức sản xuất tinh dịch là chỉ tiêu chính ñể ñánh giá tính thích nghi và giá trị kinh tế trong chăn nuôi gia súc ñực nói chung và bò ñực giống nói riêng ðặc ñiểm sinh học tinh dịch, kết hợp với nguồn gốc và các ñặc ñiểm khác giúp cho việc chọn lọc
bò ñực giống tốt hơn Mặt khác giúp cho người chăn nuôi bò ñực giống ñánh giá kết quả áp dụng quy trình kỹ thuật chăn nuôi, chế ñộ dinh dưỡng, chăm sóc, khai thác tinh tốt hay xấu ñể tìm ra nguyên nhân và biện pháp khắc phục, nhằm nâng cao sức sản xuất tinh của bò ñực giống
Các giống bò nội của Việt Nam có tầm vóc nhỏ và sức sản xuất sữa, thịt kém hơn các giống bò ngoại ðể cải tiến và tăng nhanh các tiến bộ di truyền phát triển ngành chăn nuôi bò sữa, nước ta ñã nhập về các giống bò cao sản ngoại thuần chủng, ñặc biệt là giống bò sữa Holstein Friesian (HF) ở các nước có nền chăn nuôi tiên tiến như Hoa Kỳ, Australia, Cu Ba Trong
ñó có bò ñực giống ñể sản xuất tinh ñông lạnh phục vụ công tác truyền tinh nhân tạo bò (TTNT) từ những năm 70 thế kỷ XX ñã góp phần phát triển nhanh số lượng, chất lượng ñàn bò sữa và thịt trong cả nước
Bò HF là giống bò sữa cao sản có nguồn gốc từ vùng ôn ñới khi nhập
về Việt Nam, một nước nhiệt ñới biên ñộ nhiệt và ẩm cao ñã tác ñộng không nhỏ ñến sinh trưởng - phát triển và sức sản xuất của các bò HF nhập ngoại
ðể giảm thiểu các tác ñộng của sự thay ñổi môi trường, việc sử dụng ñời con của các bò HF nhập ngoại là một hướng ñi phù hợp Bò HF thuần sinh tại Việt Nam vẫn giữ ñược những ñặc ñiểm quý báu từ bò HF bố mẹ nhập ngoại
Trang 14nhưng ựồng thời lại thắch nghi với ựiều kiện khắ hậu, chăn nuôi ở Việt Nam
Do ựó hạn chế ựược các rủi ro về stress nhiệt - ẩm, bệnh tật, và góp phần tăng hiệu quả kinh tế trong chăn nuôi bò sữa của Việt Nam
đã có một số công trình nghiên cứu về sinh trưởng - phát triển, sức sản xuất của giống bò HF Tuy nhiên các nghiên cứu chủ yếu tập trung vào bò cái,
bò ựực giống nhập ngoại (Hoàng Kim Giao và Phan Lê Sơn (2003)[11]; Trần Trọng Thêm và CS, (2004)[15]; Phạm Ngọc Thiệp và Nguyễn Xuân Trạch (2004)[16]; Mai Thị Thơm (2005)[17]; Ngô Thành Vinh và CS (2005)[19];
Lê Bá Quế (2007)[14]) Hiện chưa có nghiên cứu về khả năng sản xuất tinh của bò ựực giống HF ựời con sinh tại Việt Nam, vì vậy chúng tôi tiến hành
thực hiện ựề tài ỘNghiên cứu một số chỉ tiêu số lượng, chất lượng tinh dịch
và khả năng sản xuất tinh ựông lạnh của bò ựực giống Holstein Friesian sinh tại Việt NamỢ nhằm góp phần thực hiện thắng lợi Chiến lược phát triển
chăn nuôi ựến năm 2020 của Thủ Tướng Chắnh phủ (Bộ Nông nghiệp và PTNT, 2008) [5]
1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ựề tài
Kết quả nghiên cứu của ựề tài nhằm bổ sung cơ sở lý luận về ựặc ựiểm sinh học tinh dịch của bò ựực giống HF sinh tại Việt Nam Một mặt góp phần vào việc tuyển chọn ựược những bò ựực giống HF có chất lượng giống, chất lượng tinh tốt phù hợp với ựiều kiện của Việt Nam
Trang 152 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Sự thành thục về tính và cấu tạo bộ máy sinh dục của bò ñực
Sự thành thục về tính dục phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như giống, tuổi, khối lượng cơ thể, ñiều kiện nuôi dưỡng và môi trường ở bò ñực, trong ống sinh tinh lúc 3-4 tháng tuổi xuất hiện các tinh bào sơ cấp, lúc bê ñực
6 tháng tuổi xuất hiện các tinh trùng trưởng thành Giai ñoạn 8-10 tháng tuổi
ñã có nhiều tinh trùng có thể sử dụng truyền tinh nhân tạo ñược Bò ñực HF 11 tháng tuổi, lượng xuất tinh có thể ñạt 3ml/lần với tổng số tinh trùng là khoảng 2,5 tỷ tinh trùng, lượng tinh dịch tăng dần ñến khi bò ñực ñược 17 tháng tuổi
và tăng nhanh ñến khi bò ñực trưởng thành (Hiroshi, 1992) [29]
Người ta ñã chứng minh rằng sự thành thục về tính phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhưng có liên quan ñến tuổi hơn là khối lượng cơ thể Mức ñộ dinh dưỡng ñiều chỉnh ñược tuổi thành thục của con ñực, nếu nuôi dưỡng tốt, tốc ñộ sinh trưởng nhanh con ñực sẽ ñạt tuổi thành thục sớm hơn so với nuôi dưỡng kém (Hiroshi, 1992 [29]; Kunitada, 1992[32])
2.1.2 Cấu tạo bộ máy sinh dục của bò ñực
Bộ máy sinh dục bò ñực bao gồm các bộ phận chính như: Bao dịch hoàn, dịch hoàn (tinh hoàn), phụ dịch hoàn, ống dẫn tinh, tuyến sinh dục phụ, các ống dẫn tinh và dương vật (Hình 1)
Trang 16Hình 1: Cơ quan sinh dục của bò ñực
(ðinh Văn Cải và Nguyễn Ngọc Tấn, 2007) [6]
- Bao dịch hoàn: Bao dịch hoàn là do nếp tiền ñình của tuyến sinh dục
ở giai ñoạn phôi biệt hóa thành Nó là một túi do da bụng thõng xuống ở vùng bụng bên trong chứa 2 dịch hoàn, làm cho bao dịch hoàn có hình ô van chia thành hai phần bằng nhau, phần phía trên bao dịch hoàn gọi là cổ bao gắn vào vùng bẹn trong chứa các hệ thống dây treo, các mạch máu, dây thần kinh và ống dẫn tinh Bao dịch hoàn có nhiều lớp cơ khác nhau hợp thành có tác dụng bảo vệ và ñiều hoà nhiệt ñộ ở dịch hoàn Tùy thời tiết nó tạo nhiệt ñộ thích hợp cho sự sinh tinh và bảo tồn tinh trùng trong cơ thể bò ñực trước khi xuất tinh ra ngoài (Nguyễn Tấn Anh và Nguyễn Duy Hoan, 1998) [2]
- Dịch hoàn (hình 2): Ở bò có hai dịch hoàn, ñây là tuyến sinh dục có tác dụng ngoại tiết ra tinh trùng và có tác dụng nội tiết là tiết ra hóc môn sinh dục (androgen, testosteron) Dịch hoàn bò ñực có hình bầu dục, nằm thẳng ñứng trong bao dịch hoàn, có chiều dài dao ñộng trong khoảng 10 ñến 13 cm,
Trang 17rộng từ 5 ñến 6 cm, nặng từ 250 ñến 500g Khối lượng của cả hai dịch hoàn khoảng 0,09% khối lượng cơ thể bò ñực Các ống sinh tinh chứa trong dịch hoàn ñều ñi vào vách giữa của dịch hoàn thành một ống tinh thẳng, các ống tinh thẳng này ñan chéo với nhau tạo thành một mạng tinh (Kunitada, 1992 [32]; Trần Tiến Dũng và CS, 2002 [9])
- Dịch hoàn phụ (mào tinh): Mỗi dịch hoàn có một dịch hoàn phụ, ñây
là cái kho chứa tinh trùng Bắt ñầu từ mạng tinh chạy ra khoảng 12 ñến 15 ống tinh, các ống dẫn tinh trong phụ dịch hoàn ñược gắn vào ñầu trên và bờ sau của dịch hoàn Các ống dẫn tinh trong phụ dịch hoàn ngoằn ngoèo uốn khúc và ñổ chung vào một ống gọi là ống xuất tinh Trong phụ dịch hoàn có
ñộ pH từ 6,2 ñến 6,8, kết hợp với nhiệt ñộ thấp làm ức chế sự hoạt ñộng của tinh trùng nên tinh trùng sống ñược lâu hơn, khoảng 1 ñến 2 tháng (Trần Tiến Dũng và CS, 2002) [9]
Hình 2: Mặt cắt dịch hoàn và dịch hoàn phụ
(ðinh Văn Cải và Nguyễn Ngọc Tấn, 2007) [6]
Trang 18- Ống dẫn tinh: Mỗi dịch hoàn có một ống dẫn tinh nối từ ñuôi dịch hoàn phụ ñến niệu ñạo bằng một ñoạn phồng, cả hai ống dẫn tinh cùng với các tuyến sinh dục phụ ñổ vào ñường niệu sinh dục ngay phần cổ bàng quang ống dẫn tinh có chức năng vận chuyển tinh trùng bằng sự co thắt thành ống, làm cho tinh trùng ñi từ ñuôi dịch hoàn phụ ñến ñổ vào ñường niệu sinh dục
và hỗn hợp tinh trùng với tinh thanh tạo thành tinh dịch lúc xuất tinh
- Các tuyến sinh dục phụ gồm: tuyến tinh nang, tuyến tiền liệt, tuyến củ hành Chúng nằm dọc theo phần thân của ống niệu ñạo và cùng với hai ống dẫn tinh ñổ chất tiết vào niệu ñạo Chất tiết của các tuyến sinh dục phụ tham gia khoảng 3/4 lượng tinh dịch và là nguồn năng lượng, chất ñệm cho tinh trùng (Kunitada, 1992 [32]; Trần Tiến Dũng và CS, 2002 [9])
+ Tuyến tinh nang là ñôi tuyến có hình “chùm nho”, chất tiết của tuyến này có nhiều fructose và sorbitol là nguồn năng lượng chủ yếu cho tinh trùng Trong dịch tiết này còn có cả hệ ñệm phosphate và carbonat làm ổn ñịnh pH tinh dịch giúp tinh trùng sống lâu hơn
+ Tuyến tiền liệt là tuyến ñơn nằm dọc và bao quanh niệu ñạo, ngay gần sát sau lỗ thoát của tuyến tinh nang Chất tiết của tuyến tiền liệt có tính kiềm, chứa nhiều các ion Natri, Clo, Caxi, Kẽm và Magie là những nguyên tố
có khả năng trung hòa ñộ axít trong tinh dịch
+ Tuyến củ hành (tuyến cầu niệu ñạo, tuyến Cowper, Glandula bulborethrales): Nằm ở ñoạn cuối niệu ñạo trong xoang chậu, trên vòng cung ngồi Chất tiết của nó có pH kiềm tính, có khả năng sát trùng, trong khi phóng tinh chất tiết này ra trước và tẩy rửa sạch ñường sinh dục cho tinh trùng ra sau
- Dương vật là cơ quan dao cấu của con ñực, dương vật bò dài, có ñoạn cong hình chữ S nối với cơ co duỗi ñể ñẩy dương vật ra vào Thân dương vật ñược cấu tạo bởi các mô xốp bao lấy niệu quản các mô, bình thường dương vật nằm trong bao dương vật, khi ñược kích thích dương vật cương lên và
Trang 19phần cong hình chữ S ñược duỗi thẳng ra, kết hợp với cơ quan thần kinh cảm giác ở ñầu dương vật kích thích con ñực thúc mạnh vào âm ñạo, phóng tinh theo từng ñợt Chức năng chính của dương vật là ñưa tinh dịch vào âm ñạo con cái khi dao cấu Nếu vì một lý do nào ñó dương vật không cương cứng tác dụng của con ñực sẽ bị vô hiệu hóa (Kunitada, 1992 [32]; Nguyễn Tấn Anh và Nguyễn Quốc ðạt, 1997 [1])
2.2 Thành phần hoá học của tinh dịch bò
Tinh dịch gồm có tinh trùng (3-5%) và tinh thanh (95-97%) Tinh trùng ñược sinh ra từ những ống sinh tinh ở dịch hoàn còn tinh thanh ñược sinh ra
Trang 202.2.1 ðặc ñiểm của tinh trùng bò
5 giai ñoạn chính:
- Giai ñoạn sinh sản: Tế bào phôi nguyên thuỷ biệt hoá thành tinh nguyên bào, tinh nguyên bào này xuất hiện không lâu trước khi thành thục về tính, là những tế bào lớn hình tròn, có chất nhiễm sắc phân tán rất ñiển hình,
có dạng hạt nhỏ li ti hay hạt phấn hoa, nó nằm ở màng ñáy trong lòng ống sinh tinh, người ta thấy có 3 dạng khác nhau: Dạng tế bào phôi “A”, dạng
“trung gian” và dạng tế bào phôi “B”
- Giai ñoạn sinh trưởng: Giai ñoạn này tinh nguyên bào tăng kích thước, ñến cuối giai ñoạn sinh trưởng tế bào phôi ñược gọi là tinh bào cấp I (Cyt I) Quá trình này phân chia gián phân cho ra những Cyt I với 2n nhiễm sắc thể (NST) Giai ñoạn này xảy ra từ 15 ñến 17 ngày
- Giai ñoạn thành thục: ðặc trưng của giai ñoạn này là số lượng nhất ñịnh các lần phân chia giảm nhiễm bộ nhiễm sắc thành ñơn bội Giai ñoạn này gồm 2 lần phân chia liên tiếp:
+ Lần 1: Theo cách phân chia giảm, tạo ra tinh bào cấp II (Cyt II) với n nhiễm sắc thể, xảy ra từ 13 ñến 17 ngày
Trang 21+ Lần 2: Theo cách phân chia ñều, phân chia NST có sau lần phân chia
1 ñể tạo ra tinh tử, xảy ra nhanh từ 1 ñến 2 ngày
- Giai ñoạn biến thái: Giai ñoạn này nhân tế bào thu nhỏ lại và biến thành ñầu tinh trùng, phần lớn tế bào chất dồn về một phía tạo thành cổ và thân Một số thể Golgi tập trung ở ñầu mút trước của tiền tinh trùng tạo thành Acrosom, các màng bọc và xoang Acrosom Acrosom cùng với màng nhân và màng ngoài tạo thành mũ trước chóp của tinh trùng và nối với tế bào Sertoli
ñể nuôi dưỡng tinh trùng (tinh trùng non) Giai ñoạn này xảy ra trong khoảng thời gian từ 14 ñến 15 ngày
- Giai ñoạn phát dục: Giai ñoạn này xảy ra ở dịch hoàn phụ, tinh trùng non tiếp tục phát dục và thành thục Trong quá trình di chuyển từ ñầu ñến cuối phụ dịch hoàn, tinh trùng phải di chuyển khá dài Quá trình này khá nhiều tinh trùng non bị phân huỷ (có thể tới 50%), quá trình di chuyển kéo dài
từ 14 ñến 15 ngày
2.2.1.2 Hình thái và cấu tạo của tinh trùng bò
Tinh trùng bò hình dạng giống con “nòng nọc” có chiều dài từ 68 ñến 80µm, có thể chia làm bốn phần chính gồm: ðầu, cổ, ñoạn giữa và ñuôi (Hiroshi, 1992 [29]; Trần Tiến Dũng và CS, 2002 [9])
- ðầu tinh trùng: ðầu tinh trùng bò ñực có hình ô van dài từ 8,0 ñến 9,5µm, rộng từ 3,3 ñến 5,5µm, dày 2µm, chứa nhân tế bào nơi có DNA là vật chất di truyền các ñặc ñiểm của con ñực Bao lấy phần chỏm là thể ñỉnh chứa enzym hyaluronidaza có chức năng phá vỡ màng ngoài (Mucopolysacarit) của tế bào trứng ñể mở ñường cho nhân tinh trùng vào dung hợp với nhân của trứng
Sự nguyên vẹn của thể ñỉnh giữ vai trò quan trọng như là chỉ số ñánh giá về khả năng thụ tinh của tinh trùng
Trang 22- Cổ tinh trùng là phần rất ngắn cắm vào hõm ở ñáy của ñầu, dễ dàng bị gãy Cổ chứa hai trung tử, trung tử gần nhân và trung tử xa nhân, là nơi bắt nguồn bó trục của ñuôi tinh trùng
- ðoạn giữa: ðoạn này ñược nối vào cổ và dày hơn ñuôi, có chiều dài 14,8 µm, ñường kính trong khoảng từ 0,7 ñến 1,0µm ðoạn giữa có một tập hợp sợi trục (2 sợi trục chính và 9 sợi vòng), bọc quanh là một bao ti thể xoắn
và màng tế bào chất ðầu cuối của ñoạn giữa là một vòng nhẫn ðoạn này giàu phospholipid, chứ nhiều oxidase và cung cấp năng lượng cho tinh trùng
- ðuôi tinh trùng là ñoạn còn lại cho ñến hết chót ñuôi, có chiều dài từ
45 ñến 60µm, ñường kính từ 0,3 ñến 0,7µm ðuôi gồm hai phần là ñoạn chính
và chót ñuôi ðoạn chính chỉ có 9 sợi trục nối vào vòng nhẫn, bao quanh là một bó sợi coi như nguyên sinh chất Chót ñuôi là phần tận cùng của ñuôi, nó chỉ gồm hai sợi trung tâm, ñược bao bọc bằng màng tế bào
Nếu phân ñoạn theo chức năng của từng bộ phận thì tinh trùng có thể chia thành hai phần chính:
- Phần ñầu lưu giữ yếu tố di truyền và các men liên quan ñến năng lực thụ tinh của tinh trùng
- Phần ñuôi là cơ quan có chức năng vận ñộng bằng nguồn năng lượng của ty thể và cấu trúc của ñuôi
Trang 23Hình 3: Vi cấu trúc của tinh trùng bò (Hiroshi, 1992]) [29]
2.2.2 ðặc ñiểm lý hoá học của tinh thanh
Qua nghiên cứu, người ta thấy rằng khi con ñực ñạt hưng phấn cao ñộ trong phản xạ tính dục thì các tổ chức của tuyến sinh dục phụ co bóp thải dịch tiết vào ống dẫn tinh
Tinh thanh chủ yếu là nước (chiếm từ 80 ñến 93%) còn lại là vật chất khô có chứa ñường khử, chủ yếu là fructose; các polyol như sorbitol và inositol; các axit hữu cơ như axit ascorbic và axit lactic; các lipid như lecithin; các axit amin như axit glutamic, nitrogen; các base như glycerylphosphorylcholine và ergothioneine; các prostaglandin, các khoáng
và các enzyme
- ðường Fructose: Có tỷ lệ lớn trong tinh dịch gia súc, có nguồn ngốc
từ tinh nang Là nguồn năng lượng chủ yếu cho tinh trùng ngay sau khi mới xuất tinh và khi nó bị phân giải sẽ sản sinh ra axít lactic, làm cho pH của tinh dịch giảm xuống
Trang 24- Protein và axit amin: Tinh dịch có chứa một lượng lớn protein và các axit amin tự do, chúng thường kết hợp với các kim loại nặng ñể bảo vệ tinh trùng tránh những hiệu ứng nguy hại
- Axit citric: Có nguồn ngốc từ tinh nang, ở bò có hàm lượng axit citric nhiều hơn so với các gia súc khác (Hiroshi, 1992) [29] Nó không tham gia vào quá trình trao ñổi chất của tinh trùng mà có tác dụng duy trì áp suất thẩm thấu và hoạt ñộng như là chất ñệm trong tinh dịch
- Phosphatase: Có hai dạng, phosphatase axit ñược tạo ra từ tuyến tiền liệt, phosphatase kiềm ñược tạo ra từ tuyến tinh nang và có hoạt tính mạnh trong tinh dịch
- Hyaluronidase là một enzym có vai trò quan trọng trong quá trình thụ tinh và có mặt trong thể ñỉnh của tinh trùng, nó giúp cho tinh trùng thụ tinh với trứng bằng cách phá vỡ lớp tế bào hạt bao quanh trứng
2.3 Một số nghiên cứu trong và ngoài nước
2.3.1 Lượng xuất tinh
Lượng xuất tinh (V) là thể tích tinh dịch của một lần lấy tinh (ml/lần) Lượng xuất tinh liên quan chặt chẽ tới giống, tuổi, chế ñộ chăm sóc, chế ñộ dinh dưỡng, kích thước dịch hoàn, mùa vụ, mức ñộ kích thích tính dục trước khi lấy tinh, phản xạ nhẩy giá và kỹ thuật khai thác tinh Garner và CS (1996) [27] cho biết, bò ñực giống HF trẻ có lượng xuất tinh ít hơn bò trưởng thành
Ở bò ñực giống, lượng xuất tinh bình quân thường dao ñộng từ 2 ñến
10 ml (Hiroshi, 1992) [29]
Theo nghiên cứu của Brito và CS (2002) [23] ở Brazil, bò ñực giống nói
chung có lượng xuất tinh từ 6,0 ñến 7,8 ml/lần; ở bò ñực giống Bos taurus (gồm
bò HF, Simantal, Red Angus ) có lượng xuất tinh là 7 ml/lần Tác giả Sarder (2003) [37] cho biết, lượng xuất tinh của bò ñực giống ở Pakistan từ 5 ñến 6 ml/lần
Trang 25Ở Việt Nam, tác giả Hà Văn Chiêu (1999) [8] công bố, lượng xuất tinh của bò ñực giống HF nuôi tại Moncada là 5,7 ml/lần khai thác
2.3.2 Màu sắc và mùi của tinh dịch
Tinh dịch bò thường có màu trắng sữa hay trắng ngà Màu sắc tinh dịch phụ thuộc vào nồng ñộ tinh trùng cũng như sự hiện diện của các chất khác Tinh dịch có màu trắng sữa hoặc trắng ngà thường có nồng ñộ tinh trùng cao, màu trắng trong, loãng là tinh dịch có nồng ñộ tinh trùng thấp Tinh dịch có màu xanh hoặc xám thường có lẫn mủ, có màu cà phê hay màu nâu thường do lẫn máu hay sản phẩm viêm của ñường sinh dục
Tinh dịch của bò ñực khỏe mạnh thường có mùi ñặc trưng bởi chất spermie, có mùi giống mùi sữa tươi mới vắt, tinh dịch có mùi khác là do có chất lạ lẫn vào hoặc do ñể lâu, bị bệnh ñường sinh dục (như mùi nước tiểu, mùi phân, mùi tanh thối của dịch rỉ viêm ) (Hiroshi, 1992) [29]
2.3.3 pH tinh dịch
pH của tinh dịch do nồng ñộ ion H+, nếu nồng ñộ H+ cao thì tinh dịch toan tính, pH trong trường hợp này có liên quan ñến năng lực ñệm, khả năng sống sót và năng lực thụ tinh của tinh trùng pH tinh dịch có thể xác ñịnh bằng máy ño pH hoặc dùng giấy ño pH
ðộ pH của tinh dịch phụ thuộc vào lứa tuổi, khẩu phần thức ăn Theo nghiên cứu của Hà Văn Chiêu (1999) [8], pH tinh dịch của các giống bò hơi toan lúc còn trẻ sau ñó tính toan giảm tính kiềm tăng lên khi bò trưởng thành, nguyên nhân là do chất tiết của các tuyến sinh dục phụ có ñộ kiềm cao hơn so với khi còn trẻ
Tác giả Lubos (1970) [34] nghiên cứu cho biết, pH của tinh dịch bò dao ñộng trong khoảng từ 6,2 ñến 6,9 Còn theo kết quả nghiên cứu Nguyễn Xuân Hoàn (1993) [12], tinh dịch bò có pH từ 6,4 ñến 6,9 Các trường hợp ngoại lệ là
do nguyên nhân khách quan gây ra
Trang 26pH tinh dịch có ý nghĩa quan trọng trong việc xác ñịnh bước ñầu chất lượng tinh dịch ðộ pH kết hợp với các ñặc ñiểm khác sẽ giúp cho người chăn nuôi bò ñực giống quyết ñịnh loại thải hay sử dụng tinh dịch vừa mới khai thác ñược
2.3.4 Nồng ñộ tinh trùng
Nồng ñộ tinh trùng (C) là số lượng tinh trùng có trong một ml tinh dịch Chỉ tiêu này có ý nghĩa quyết ñịnh loại bỏ hay sử dụng tinh dịch cho các công ñoạn sau trong quá trình sản xuất tinh ñông lạnh (Hà Văn Chiêu, 1999) [8]
Số lượng tinh trùng sản sinh ra hàng ngày có liên quan chặt chẽ tới ñộ lớn của dịch hoàn, những bò ñực có dịch hoàn lớn sẽ sản xuất số lượng tinh trùng lớn hơn những bò có dịch hoàn nhỏ (Joel, 2008) [26]
Ngoài ra, sự sản sinh tinh trùng cũng biến ñộng nhiều qua các cá thể bò ñực, lứa tuổi cũng như giữa các giống Bò ñực Bos indicus có nồng ñộ tinh
trùng lớn hơn bò ñực Bos taurus (Brito và CS, 2002) [23], Garner và CS
(1996) [27] cho biết, bò HF trẻ có nồng ñộ tinh trùng ít hơn ở bò trưởng thành
Theo Laing và CS (1988) [33] cho biết, bò ñực có nồng ñộ tinh trùng dao ñộng từ 0,5 ñến 2,5 tỷ/ml
Sarder (2003) [37] nghiên cứu ở Pakistan thấy rằng, bò ñực ñịa phương lai
HF có nồng ñộ tinh trùng dao ñộng trong phạm vi từ 1,131 ñến 1,471 tỷ/ml Tác giả Sugulle và CS (2006) [39] nghiên cứu ở Bangladesh cho biết, kết quả nồng
ñộ tinh trùng của bò lai HF biến ñộng nhiều hơn là từ 0,983 ñến 1,483 tỷ/ml
Brito và CS (2002) [23] nghiên cứu trên 107 bò ñực giống ở Brazil thấy rằng, nồng ñộ tinh trùng bò ñạt từ 1,3 ñến 1,5 tỷ/ml
Bò ñực giống Belgian Blue có nồng ñộ tinh trùng dao ñộng từ 0,15 ñến 1,482 tỷ/ml (Hoflack và CS, 2008) [31]
Ở Việt Nam, nồng ñộ tinh trùng của giống bò HF ñạt 1,229 tỷ/ml, bò ñực giống Red Sindhy ñạt 1,128 (Nguyễn Xuân Hoàn, 1993) [12]
Trang 272.3.5 Hoạt lực của tinh trùng
Hoạt lực tinh trùng (A) là chỉ tiêu thể hiện số lượng tinh trùng hoạt ñộng tiến thẳng trong tinh dịch và ñược xếp theo thang %, từ 0% ñến 100% Tinh trùng tiến thẳng ñược là nhờ cấu trúc ñặc biệt của ñuôi và nguồn năng lượng từ lò xo ty thể Tốc ñộ di chuyển tiến thẳng của tinh trùng phụ thuộc vào các ñiều kiện nội tại và ngoại cảnh như giống, cá thể, niêm dịch ñường sinh dục tiết ra nhiều hay ít và ñộ co bóp của các bộ phận sinh dục của con cái (Trần Tiến Dũng và CS, 2002) [9] Hoạt lực tinh trùng có liên quan chặt chẽ tới tỷ lệ ñậu thai trên bò cái, nếu hoạt lực tinh trùng cao thì tỷ lệ thụ thai
sẽ cao và ngược lại (Eric và CS, 1943) [25]
Tác giả Sugulle (1999) [38] công bố, hoạt lực tinh trùng bò ñực giống tại Bangladesh ñạt từ 60 ñến 68% Nghiên cứu của Brito và CS (2002) [23] tại Brazil, thấy rằng, hoạt lực tinh trùng thấp hơn, ñạt từ 57,5 ñến 61,2%
Hoflack và CS (2006) [30] nghiên cứu ở Bỉ cho biết, hoạt lực tinh trùng của bò ñực giống HF dao ñộng rất lớn từ 40 ñến 95 %, Và ở bò ñực giống Belgian Blue sự dao ñộng hoạt lực tinh trùng lớn hơn rất nhiều từ 5 ñến 90% (Hoflack và CS, 2008) [31]
Hà Văn Chiêu (1999) [8] cho biết, hoạt lực tinh trùng của giống bò HF nuôi ở Việt Nam ñạt 61,82%
Trang 28ñiều kiện nuôi dưỡng, thời tiết, bệnh tật, di truyền kỹ thuật xử lý tinh dịch (Trần Tiến Dũng và CS, 2002) [9]
Hình 4: Các dạng kỳ hình phổ biến của tinh trùng
A - Acrosom lồi (dạng phổ biến)
B - Acrosom lồi (dạng hạt)
C - ðầu quả lê (nghiêm trọng)
D - ðầu quả lê (vừa phải)
E - ðầu quả lê (nhẹ)
F - Không bào nhân
G - Khiếm khuyết vòng miện
H - ðầu tách rời
I - Phản xạ xa tâm
J - ðuôi gập ñôi (ñoạn giữa bị gãy)
K - ðuôi gập ñôi (ñoạn giữa uốn cong)
L - Giọt bào tương gần tâm
M - Giọt bào tương xa tâm
N - Dạng quái lạ (nghiêm trọng)
O - Dạng quái lạ (vừa phải)
P - Tinh trùng bình thường Brito và CS (2002) [23] cho biết, tỷ lệ tinh trùng kỳ hình của bò ñực giống phục vụ công tác truyền tinh nhân tạo ở Brazil là từ 16,3 ñến 19,1 %
Holflack và CS (2006) [30] cho biết, bò ñực giống Belgian Blue có tỷ
lệ tinh trùng kỳ hình cao hơn ở bò ñực giống HF Ở bò ñực giống Belgian
Trang 29Blue, tỷ lệ tinh trùng kỳ hình phần ñầu dao ñộng từ 2,0 ñến 49,25%; tỷ lệ kỳ hình phần thân và ñuôi từ 5,83 ñến 50,50 %; tỷ lệ tinh trùng có giọt tương bào
ở gần tâm từ 0,5 ñến 45,5 %; tỷ lệ tinh trùng có giọt tương bào ở xa tâm từ 0 ñến 17,17% Còn ở bò ñực giống HF, tỷ lệ tinh trùng kỳ hình phần ñầu từ 0,5 ñến 48,5%; tỷ lệ kỳ hình phần thân và ñuôi từ 1,5 ñến 53,0 %; tỷ lệ tinh trùng
có giọt tương bào ở gần tâm từ 0 ñến 19 %; tỷ lệ tinh trùng có giọt tương bào
ở xa tâm từ 0 ñến 11%
Theo kết quả nghiên cứu của Hà Văn Chiêu (1999) [8], tinh trùng của
giống bò HF ở Việt Nam có tỷ lệ tinh trùng kỳ hình là 17,84 %
2.3.7 Tỷ lệ tinh trùng sống
Tỷ lệ tinh trùng sống liên quan chặt chẽ ñến tỷ lệ thụ tinh của tinh trùng Dựa vào nguyên lý màng của tinh trùng chết hoặc ñang chết có khả năng cho các chất nhuộm màu thấm qua, do sự rối loạn tính thẩm thấu của màng tinh trùng Trong khi ñó những tinh trùng sống màng tinh trùng không cho các chất nhuộm màu thấm qua nên không bắt màu khi nhuộm Bằng cách này người ta ñã sử dụng thuốc nhuộm màu eosine ñể nhuộm tinh trùng chết rồi ñếm chúng trên kính hiển vi và tính tỷ lệ sống Tỷ lệ tinh trùng sống phụ thuộc vào giống, ñộ tuổi, chế ñộ chăm sóc nuôi dưỡng, khai thác tinh, môi trường pha loãng (Hiroshi, 1992) [29]
Hoflack và CS (2006) [30] thấy rằng, tỷ lệ tinh trùng sống ở bò ñực giống HF cao hơn ở bò ñực giống Belgian Blue Tỷ lệ này ở bò ñực giống HF dao ñộng trong từ77,25 ñến 97,67%; còn ở bò ñực giống Belgian Blue là từ 29,5 ñến 87,25 %
Theo kết quả nghiên cứu trên giống bò HF ở Việt Nam của Hà Văn Chiêu (1999) [8] cho biết, tỷ lệ tinh trùng sống từ 7% ñến 93%
Trang 302.3.8 Sức kháng ñông của tinh trùng
Trong quá trình sản xuất, chế biến và bảo quản sản phẩm tinh ñông lạnh, tinh trùng sẽ phải trải qua quá trình ñông lạnh ở -1960C Khả năng của tinh trùng chịu ñựng ñược ñông lạnh ở nhiệt ñộ -1960C gọi là sức kháng ñông
và thường ñược ño bằng tỷ lệ hồi phục lại của tinh trùng sau khi ñông lạnh và giải ñông Sức kháng ñông của tinh trùng là khác nhau, tùy theo giống, tuổi,
cá thể và ñiều kiện lúc lấy tinh của bò ñực giống
Bò ñực giống có tuổi từ 1 ñến 1,5 năm tuổi, tinh trùng có sức kháng ñông thấp, từ 2 năm tuổi trở lên có sức kháng ñông cao Nhưng từ 6 năm tuổi trở lên tinh trùng của chúng có sức kháng ñông giảm xuống (Hiroshi, 1992) [29]
Vào mùa hè nhiệt ñộ không khí cao tác ñộng ñến bò ñực giống làm ảnh hưởng sức kháng tinh trùng của nó vào mùa này thường thấp Hiện tượng giảm này còn tùy vào từng cá thể và tuổi của chúng, bò ñực giống nào già hơn thì dễ bị tác ñộng của nhiệt hơn Tỷ lệ thụ tinh của tinh trùng trong mùa hè nóng bức có thể thấp hơn so với tinh trong mùa mát mẻ (Ditto, 1992) [24]
Khi lấy tinh liên tiếp thì tinh trùng thu ñược từ lượt phóng tinh thứ hai cho thấy sức kháng ñông tốt hơn so với tinh trùng thu ñược từ lượt phóng tinh ñầu Tinh trùng thu ñược từ lượt phóng tinh thứ ba và thứ tư sẽ duy trì ñược sức kháng ñông tốt, nhưng tinh trùng thu ñược từ lần phóng tinh thứ năm trở
ñi có sức kháng ñông thấp hơn (Bidot, 1985) [22]
2.4 Một số nguyên lý cơ bản về ñông lạnh tinh trùng
2.4.1 Hiện tượng ñông băng chất lỏng
Tinh trùng là một tế bào sống, vận ñộng ngoài cơ thể, rất mẫn cảm với sự thay ñổi của ñiều kiện môi trường xung quanh Trong quá trình ñông lạnh, tinh trùng sẽ chịu ảnh hưởng của hiện tượng ñông băng chất lỏng
Khi một chất lỏng ñược làm lạnh, quá trình ñông băng xảy ra, quá trình này gồm: Tiền ñông băng (Supercooling), tạo nhân (nucleation), giãn nở của tinh
Trang 31thể băng (growth of ice crystals) và kết tinh hoàn thiện tại một nhiệt ựộ nhất ựịnh (Eutectic Point), diễn biến nhiệt ựộ trong quá trình ựông băng theo ựồ thị như hình 5 Khi ựông lạnh tinh dịch sự tạo tinh thể và giãn nở tinh thể băng chỉ xảy ra trong ựiều kiện ựông lạnh chậm, còn khi ựông lạnh cực nhanh thì hai hiện tượng trên không xảy ra, mà xảy ra hiện tượng thủy tinh hóa (Vitrification), tạo ra các hạt băng nhỏ li ti, loại trừ ựược hiện tượng giãn nở tinh thể (Mazur, 1989) [35]
Hình 5: Quá trình ựông lạnh dung dịch (Hiroshi, 1992) [29]
Hình 6: đông lạnh nước muối sinh lý (Hiroshi, 1992) [29]
Trang 322.4.2 Ảnh hưởng của hiện tượng ñông băng lên tế bào tinh trùng
2.4.2.1 Hiện tượng ñông băng nội bào
Tinh trùng bị chết hoặc mất năng lực hoạt ñộng, khi cấu tạo nội bào bị phá vỡ do việc hình thành tinh thể nước nội bào Nếu tinh trùng nằm trong dung dịch muối sinh lý có thể loại trừ ñược hiện tượng này vì ñược các phân
tử nước dạng lỏng bao quanh, mặc dù dung dịch ngoại bào bắt ñầu ñông băng
ở nhiệt ñộ - 20C hoặc -50C Như vậy quá trình ñông băng sẽ không làm hại tới
tế bào tinh trùng cho ñến khi nước nội bào ñông lạnh mặc dù dung dịch môi trường bao quanh ñã ñông lạnh (Mazur, 1989) [35]
2.4.2.2 Sự mất nước của tế bào tinh trùng
Nếu nước nội bào thoát ra ngoài, tinh trùng sẽ bị teo lại, nhưng vẫn có tinh trùng sống ñược ở nhiệt ñộ thấp hoặc siêu thấp chẳng hạn -1960C Trong quá trình làm lạnh, nước ngoại bào ñông băng làm áp suất thẩm thấu chênh lệch, nước nội bào thoát ra khỏi tinh trùng và tiếp tục ñông băng phần ngoại bào Có 80% nước nội bào bị ñông lạnh ở -150C và ñược thoát ra ngoài do ñó ngăn ngừa ñược hiện tượng ñông băng nội bào (Hà Văn Chiêu, 1999) [8]
Phần lớn nước nội bào thoát ra khỏi tinh trùng ở -300C Tinh trùng có thể chịu lạnh ở -300C, có thể tồn tại ñược ở -1960C, còn tế bào bình thường thì bị phá hủy, tuy nhiên cũng có tinh trùng không có khả năng chịu lạnh do các biến ñổi lý - hoá - sinh xảy ra Những biến ñổi lý - hóa - sinh có thể xảy ra trong tế bào bị phá hủy ở nhiệt ñộ thấp, thay ñổi trong cấu trúc nội bào là do thay ñổi liên kết hydro ở chuỗi polyme Sự ñông ñặc hóa không thể quay trở lại như cũ
và sự kết tủa protein do mất nước của nguyên sinh chất (Aritani, 1989) [21]
2.4.2.3 Hiện tượng ñông băng ngoại bào
Trong khi ñông lạnh ngoại bào, sẽ xảy ra hiện tượng nồng ñộ chất hòa tan kèm theo áp suất thẩm thấu tăng lên và kéo theo những thay ñổi về ñộ pH Các chất ñiện giải như Natri và Kali có nhiều nhất trong tinh thanh và chúng
Trang 33tồn tại ở dạng Natri clorua, Kali clorua Ở ñiểm eutectic, nồng ñộ các muối này cao nhất, là khi nhiệt ñộ -21,20C ñối với Natri clorua và -11,10C ñối với Kali clorua và biên ñộ nhiệt ñộ này có hại cho tinh trùng Do có sự tăng nồng
ñộ chất hòa tan ñi kèm với tăng áp suất thẩm thấu cũng như pH thay ñổi tất cả xảy ra trong biên ñộ nhiệt ñộ này, mà người ta không rõ cái gì có tác hại nhất ñến tinh trùng (Hà Văn Chiêu, 1999) [8]
2.4.2.4 Chuyển ñộng của nước và sự dãn nở của tinh thể nước gây ra huỷ hoại cơ học ñối với tinh trùng
Hiện tượng giải ñông giống như ñông lạnh có ảnh hưởng ñến tinh trùng
do chênh lệch áp suất thẩm thấu, sự di chuyển của nước qua màng tế bào tinh trùng và sự dãn nở của các tinh thể nước ñá trong quá trình ñông lạnh hoặc tan băng có thể gây tổn thương tinh trùng Bọt khí tồn tại trong tinh thể băng cũng
có thể gây tổn hại tinh trùng trong quá trình này (Hà Văn Chiêu, 1999) [8]
Các tổn thương trên có thể loại trừ ñược bằng cách giảm kích cỡ các tinh thể băng và làm tăng số lượng tinh thể nhỏ hơn Tốc ñộ làm lạnh nhanh
có thể làm tăng tinh thể nhỏ ñó khi ñông lạnh Nói cách khác là khi làm lạnh nhanh sẽ ngăn chăn ñược sự lớn lên của các tinh thể băng trong dung dịch và tạo ñiều kiện ñông lạnh giống như thủy tinh hóa Tuy vậy, băng thủy tinh gồm các tinh thể băng sẽ không ổn ñịnh ở nhiệt ñộ trên -1290C và sự chuyển ñộng
và tái tinh thể hóa của chúng sẽ gây tổn hại tế bào tinh trùng Chuyển ñộng sẽ tăng lên ở trên -400C và dễ gây tổn hại tinh trùng ñặc biệt là ở khoảng -200C
(Hiroshi, 1992) [29]
Những ảnh hưởng trên có thể gây biến ñổi hình thái tinh trùng, ñặc biệt
là sự dị hình acrosome; gây rò rỉ lipide ra khỏi thể ñỉnh, ở tinh trùng bò ñực thấy rõ hiện tượng rò rỉ choline plasmalogen, lecithin và sphingomielin, gây
ra phá hủy màng sinh chất và giảm nguồn năng lượng cho tế bào tinh trùng; gây hiện tượng thấm qua của các hợp chất vô cơ, với tinh trùng bò ñực, ion K
Trang 34và Mg ra khỏi tế bào còn ion Na và Ca thì ở lại; các hợp chất cao phân tử thoát khỏi tinh trùng như các enzyme gồm: Hyaluronidase, lactic ñehyrogenase, glutamic-oxaloacetic transaminase và alkaline phosphatase Nói chung, hiện tượng ñông băng làm giảm sức sống, sức vận ñộng và trao ñổi chất, có khoảng từ 10% ñến 50% số tinh trùng trong tinh dịch bị chết, mặc
dù ñã ñược pha vào môi trường có chứa glyceryl Tuy nhiên các tinh trùng sống có cả các tinh trùng vận ñộng và trao ñổi chất kém Sự giảm trao ñổi chất của tinh trùng thấy rõ ở quá trình glycolysis hơn là quá trình hô hấp (Hiroshi, 1992) [29]
2.4.3 Một số nhân tố làm tăng sức kháng ñông của tinh trùng
Khi ñông lạnh hoặc giải ñông, các hiện tượng nêu trên sẽ ñe doạ sự sống của tinh trùng, nhưng khi có biện pháp chống ñông thì khả năng tồn tại của tinh trùng là thực tế Các nhân tố sau ñây giúp tinh trùng tồn tại khi ñông
lạnh hoặc giải ñông (Ditto, 1992) [24]
2.4.3.1 Thành phần của môi trường pha loãng
Thành phần cơ bản của môi trường pha loãng tinh dịch là ñường saccharid, chất ñệm và lòng ñỏ trứng gà Sức sống của tinh trùng khi ñông lạnh và giải ñông khác nhau tùy theo các thành phần này
Nồng ñộ tối ưu của lòng ñỏ trứng từ 15 ñến 20%, nếu nồng ñộ này quá thấp hoặc quá cao thì không tốt cho tinh trùng, mặc dù lòng ñỏ trứng ñã bảo vệ tinh trùng không bị tổn hại trong khi ñông lạnh Chức năng này chủ yếu do tác ñộng của lipoprotein và lecithin trong lòng ñỏ ðường saccharide ñóng vai trò quan trọng trong môi trường, do tác ñộng ñến áp suất thẩm thấu, nó có tác dụng bảo vệ tinh trùng khi ở nhiệt ñộ thấp và là nguồn năng lượng cho tinh trùng
Những saccharide có khối lượng phân tử cao, làm cho hoạt lực của tinh trùng tốt hơn sau khi ñông lạnh và giải ñông Các saccharide có phân tử lượng cao (tính theo phân tử lượng giảm dần) bao gồm Trisaccharide, disaccharide,
Trang 35hexoses và pentone Trong số hexose thì glucose có hiệu quả nhất, còn các chất ựa ựường polysaccharide thì ắt có tác dụng Bảo vệ lạnh bằng saccharide
là nhờ có nhiều nhóm hydroxy (-OH) trong cấu trúc, do ựó có xu hướng hình thành liên kết hydro
Chất ựệm có vai trò quan trọng trong duy trì màng sinh chất của tinh trùng khi ựông lạnh và khi giải ựông, trong kắch thắch trao ựổi chất diễn ra bình thường ở tinh trùng sau giải ựông ựồng thời duy trì sức sống của chúng Chất ựệm phải phù hợp như là môi trường khi ựông lạnh và phải có ựặc tắnh sau:
- Duy trì mức thấp nhất về sự tổn hại cho tinh trùng do các muối gây ra
- Phải tan trong nước với hằng số phân ly ựiện tắch là 6-8
- Khả năng thấm qua màng sinh chất phải thấp và có sức ựề kháng mạnh với các enzyme đệm ion zwitter có những tắnh chất trên nên nó tốt hơn
so với ựệm phosphat hoặc ựệm Natri citrat đệm ion zwitter là Trihydroxy methylaminomethane (Tris) và N-hydroxymethyl-2- aminoethanesulfonic acid (TES) (Bùi Xuân Nguyên và CS, 1994)[13]
2.4.3.2 Bảo quản ở 5 0 C trước khi ựông lạnh
Bảo quản ở 50C trước khi ựông lạnh sẽ tăng cường sức kháng ựông cho tinh trùng bò Thông thường tinh bò sau khi khai thác và ựủ tiêu chuẩn pha chế thì tiến hành xử lý gồm:
- Pha loãng lần ựầu tinh dịch ở 350C
- Làm lạnh dần xuống 50C và bảo quản từ 1,5 ựến 2 giờ (cách 1)
- Pha loãng lần hai với môi trường có chứa glycerol
- Cân bằng trong 2 ựến 3 giờ
- đông lạnh tinh trùng
- Bảo quản tinh trùng ựã làm lạnh ở 50C trước khi pha loãng lần hai ựã nâng cao ựáng kể tỷ lệ sống của tinh trùng sau khi ựông lạnh và giải ựông
Một cách khác (cách 2) của phương pháp này là bảo quản qua ựêm (từ
20 ựến 22 giờ), tinh trùng ựã làm lạnh ở 50C, trước khi pha loãng lần hai Sức
Trang 36sống của tinh trùng theo cách xử lý hai tốt hơn so với cách sử lý thông thường (cách 1) Cách thứ ba là bảo quản tinh trùng qua ñêm khi ñã cân bằng với glycerol trong 20 ñến 22 giờ, ở 50C sau khi pha loãng lần hai Cách hai tốt hơn nhiều so với cánh thứ ba và ñiều này thể hiện sức kháng ñông của tinh trùng có khác nhau tùy theo giai ñoạn nhạy cảm với nhiệt ñộ thấp (Tsuyoshi, 1992)[40]
2.4.3.3 Nồng ñộ của glycerol và thời gian cân bằng
Nồng ñộ glycerol trong môi trường pha loãng cuối cùng ñể làm ñông lạnh tinh trùng bò vào khoảng 7%, nhưng tỷ lệ này có hơi khác nhau tùy theo các thành phần của môi trường pha loãng Nồng ñộ tối ưu cho sức sống của tinh trùng là 11% với sữa khử bơ Nồng ñộ glycerol trong môi trường pha loãng có mối tương quan ñáng tin cậy với tốc ñộ giải ñông, ñó là nồng ñộ glycerol cao trong môi trường pha loãng là cần thiết cho tốc ñộ giải ñông
là tốc ñộ làm giảm tối ña cả ñông lạnh nội bào và ảnh hưởng của dung dịch
Tốc ñộ làm lạnh tối ưu này khác nhau không chỉ theo loại tế bào mà còn theo các yếu tố như các thành phần của thể vẩn tế bào và loại chất chống ñông băng Chẳng hạn dung dịch ñường saccharide ñược ñông lạnh nhanh (ñông lạnh từ 2 ñến 4 phút, 50C xuống -790C), cho hoạt lực tinh trùng sau giải ñông cao hơn so với ñông lạnh chậm (ñông lạnh 45 phút, từ 50C xuống -790C),
Trang 37vì ñã ngăn cản ñược ảnh hưởng của dung dịch Môi trường pha loãng có nồng
ñộ glycerol từ 5 ñến 7% ñược ñông lạnh nhanh (ñông lạnh từ 3 ñến 5 phút, từ
50C xuống -1300C) cho hoạt lực tinh trùng cao hơn so với ñông lạnh chậm (ñông lạnh từ 20 ñến 40 phút, từ 50C xuống -790C) (Hiroshi, 1992)[29]
Hình 7: Ảnh hưởng của glycerol trong dung dịch NaCl so với nồng ñộ NaCl trong dung dịch còn lại khi dung dịch NaCl (0,15M) ñược ñông
lạnh (Hiroshi, 1992)[29]
2.4.3.5 Tốc ñộ giải ñông
Tốc ñộ giải ñông tinh ñông lạnh có ảnh hưởng lớn ñến sức sống, hoạt lực, tỷ lệ acrosome bình thường và quá trình trao ñổi chất của tinh trùng Giải ñông tinh cọng rạ bằng nước 350C sức sống tinh trùng cao hơn so với nước
40C hoặc 200C Giải ñông ở nước từ 35 ñến 750C cũng cho tỷ lệ acrosome bình thường cao hơn so với nước 40C hoặc 200C Nhưng nếu giải ñông bằng nước có nhiệt ñộ cao hơn nữa, chẳng hạn nước 900C, sẽ làm giảm sức sống của tinh trùng Nếu tinh trùng ñược bảo quản ở nhiệt ñộ 370C sau khi giải
Trang 38ñông, cọng rạ nào ñược giải ñông nhanh ở nhiệt ñộ cao hơn sẽ có sức sống tinh trùng cao hơn
2.4.3.6 Thời gian bảo quản
Tinh trùng ñông lạnh phải luôn luôn ñược bảo quản ngập chìm trong nitơ lỏng (-1960C), nếu bảo quản tốt sau vài chục năm, tỷ lệ sống và sức hoạt ñộng của tinh trùng vẫn không thay ñổi, khả năng thụ tinh vẫn không bị giảm (Hà Văn Chiêu, 1996)[7] Thụy Sỹ tinh bò ñông lạnh bảo quản 20 năm vẫn thụ tinh và bò mẹ ñẻ bê con ngày 25-7-1975 Ở Nhật Bản tinh cọng rạ bảo quản từ 4 ñến 13 năm vẫn có sức hoạt ñộng từ 45 ñến 55% và có tỷ lệ thụ tinh 54% Có nhiều trường hợp tinh ñông lạnh bảo quản 20 năm vẫn có tỷ lệ thụ tinh là 69,8% (Hiroshi, 1992)[29]
Hình 8: Biến ñổi vật lý trong tế bào khi ñông lạnh (Mazur, 1989)[35] 2.5 Hoạt ñộng sinh sản ở bò cái
2.5.1 Sự thành thục về tính
Gia súc sau một thời kỳ sinh trưởng và phát triển nhất ñịnh thì có khả năng sinh sản Tuổi con vật bắt ñầu có khả năng sinh sản gọi là tuổi thành thục về tính Tuổi này ñược ghi nhận bởi lần ñộng dục và rụng trứng ñầu tiên của con cái và ở con ñực biểu hiện bằng sự có mặt của tinh trùng tự do trong ống sinh tinh và dịch hoàn phụ Tinh trùng và trứng khi gặp nhau có khả năng
Trang 39thụ thai Tuổi thành thục về tắnh ở bò khoảng từ 8 ựến 12 tháng và phụ thuộc vào nhiều yếu tố, ựặc biệt là dinh dưỡng
2.5.1.1 động dục
Khi con vật thành thục về tắnh, dưới ảnh hưởng của follicle stimulating hormone (FSH), một trong những nang trứng trên buồng trứng phát triển Trong nang trứng này có một trứng trưởng thành hiển diện Khi nang trứng phát triển ựầy ựủ, nó bắt ựầu sản xuất estrogen Estrogen vào máu và làm dừng sự giải phóng FSH của tuyến yên Vào khoảng sau 2 ngày kể từ khi phân tiết estrogen thì bò ựộng dục và xuất hiện những dấu hiệu ựặc biệt
Thời gian ựộng dục kéo dài trung bình khoảng 18 giờ (dao ựộng từ 6 ựến
36 giờ) Giai ựoạn ựộng dục quan trọng nhất là giai ựoạn ựứng yên Khoảng 90%
số bò cái ựộng dục ựứng yên từ 10 ựến 24 giờ đây là giai ựoạn mà bò cái chấp nhận giao phối
Trong quá trình ựộng dục, tuyến yên bắt ựầu giải phóng luteinizing hormone (LH) Dưới ảnh hưởng của LH, nang trứng vỡ ra và trứng ựược giải phóng đó là sự rụng trứng, xảy ra vào khoảng từ 10 ựến 14 giờ sau khi những dấu hiệu ựộng dục biến mất Trứng di chuyển vào ống dẫn trứng Quá trình thụ tinh ựược xảy ra trong ống dẫn trứng, nói cách khác, ống dẫn trứng là nơi trứng gặp tinh trùng
Dưới ảnh hưởng của LH, chỗ nang trứng rụng biến ựổi thành thể vàng Thể vàng bắt ựầu sản xuất progesteron và chúng ựược giải phóng ra sau khi kết thúc ựộng dục từ 2 ựến 3 ngày Nếu bò có thai thể vàng tồn tại và duy trì tác dụng
Sự chuẩn bị tử cung cho quá trình mang thai ựược bắt ựầu bằng oestrogen và tiếp theo là progesteron
Nếu bò không mang thai thì thể vàng bắt ựầu từ từ tiêu biến sau khi ựộng dục từ 12 ựến 13 ngày do sự tác ựộng của Prostaglandin từ tử cung Vào
Trang 40ngày thứ 18-19 thể vàng hoàn toàn tiêu biến và tử cung trở lại bình thường Lúc này tuyến yên lại bắt ñầu giải phóng FSH và một vài ngày sau ñó bò ñộng dục lại
Nếu bò mang thai, thể vàng tiếp tục tồn tại và sản xuất progesteron trong vòng 5 tháng ñầu kì mang thai Sau khi bò mang thai ñược 5 tháng, chức năng của thể vàng giảm dần và màng nhau thực hiện chức năng này
Trong thời gian mang thai, progesteron có những chức năng sau:
- Ngăn ngừa bò cái ñộng dục lại
- Hạn chế chức năng của oxytoxin
- ðiều chỉnh thay ñổi của màng nhày tử cung, cần thiết cho phát triển bào thai
- Tham gia vào việc tạo lập mô bầu vú
