Umělé oplodnění

Úvod

Umělé oplodnění je technika, při níž se muži odebere sperma s živými spermiemi a pomocí nástrojů se ve správný čas zavede do ženského reprodukčního traktu. Bylo zjištěno, že výsledkem této metody je normální potomstvo. Při tomto postupu se sperma inseminuje samici tak, že se jeho část buď v odebrané, nebo zředěné formě vloží mechanickými metodami do děložního hrdla nebo dělohy ve vhodnou dobu a za co nejhygieničtějších podmínek.

První vědecký výzkum v oblasti umělé inseminace domácích zvířat provedl na psech v roce 1780 italský vědec Lazanno Spalbanzani. Jeho pokusy prokázaly, že oplodňovací schopnost se nachází ve spermiích, a nikoli v tekuté části spermatu. Několik dalších studií v podmínkách výzkumných stanic přispělo k tomu, že se tato technika začala komerčně využívat po celém světě včetně Indie.

Umělé oplodnění není jen novou metodou, jak dosáhnout oplodnění u samic. Je to naopak mocný nástroj, který se většinou používá ke zlepšení stavu hospodářských zvířat. Při umělé inseminaci lze efektivně využívat zárodečnou plazmu býků vynikající kvality s minimálním ohledem na jejich umístění ve vzdálených místech. Zavedením umělé inseminace by došlo k výraznému snížení výskytu pohlavních i nepohlavních chorob u hospodářských zvířat.

Příznaky říje

Různé příznaky říje jsou

• Zvíře bude ve vzrušeném stavu. Zvíře bude v neklidu a nervozitě.
• Zvíře bude často funět.
• Zvíře bude snižovat příjem krmiva.
• Peculiar movement of limbo sacral region will be observed.
• The animals which are in heat will lick other animals and smelling other animals.
• The animals will try to mount other animals
• The animals will standstill when another animal try to mount. This period is known as standing heat. This extends for 14-16 hours.
• Frequent maturation (urination) will be observed.
• Clear mucous discharge will be seen from the vulva, sometimes it will be string like the mucous will be seen stick to the near the pasts of valva.
• Swelling of the valva will be seen. Congestion and hyperemia of membrane.
• The tail will be in raised position.
• Milk production will be slightly decreased
• On Palpation, uterus will be turgid and the cervix will be opened.

Advantages and Disadvantages of AI

Advantages of Artificial Insemination

There are several advantages by artificial insemination over natural mating or servicing.

• There is no need of maintenance of breeding bull for a herd; hence the cost of maintenance of breeding bull is saved.
• It prevents the spread of certain diseases and sterility due to genital diseases‘: contagious abortion, vibriosis.
• By regular examination of semen after collection and frequent checking on fertility make, early detection of interior males and better breeding efficiency is ensured.
• The progeny testing can be done at an early age.
• The semen of a desired size can be used even after the death of that particular sire.
• The semen collected can be taken to the urban areas or rural areas for insemination
• It makes possible the mating of animals with great differences in size without injury to either of the animal.
• It is helpful to inseminate the animals that refuse to stand or accept the male at the time of oestrum.
• It helps in maintaining the accurate breeding and cawing records.
• It increases the rate of conception
• Old, heavy and injured sires can be used.

Disadvantages of AI

• Requires well-trained operations and special equipment.
• Requires more time than natural services.
• Improper cleaning of instruments and in sanitary conditions may lead to lower fertility.
• If the bull is not properly tested, the spreading of genital diseases will be increased.
• Necessitates the knowledge of the structure and function of reproduction on the part of operator.

Semen collection methods and evaluation

Various methods of collection of semen have been devised from time to time. The older unsatisfactory methods have been gradually replaced by the new modern techniques. There are three common methods.

• Use of artificial vagina
• By Electro-stimulation method.
• By massaging the ampulae of the ductus differences through rectal wall.

The ideal method of semen collection is use of artificial vagina which is safe for sire and the collector also.

Artificial Vagina Method

The artificial vagina has the following parts:

• A heavy hard rubber 2″ lose, open at both ends with a nostle for air and water in and outlet.
• Inner sleeve of rubber or rubber liner.
• The semen receiving cone or rubber cone.
• Semen collection tube made of glass or plastic graduated in CC and its fraction correct to 0.1 CC

Process

• Insulating bag : Before using for semen collection all the parts are washed thoroughly and sterilized properly, and assembled as artificial vagina, the rubber liner is inserted into the hose; inverting both ends back by folding back from either side opening, and fastening with rubber bands. Nyní prostor mezi hadicí z tvrdé pryže a vnitřní pryžovou vložkou tvoří vodotěsnou komoru. Nozdru na jednom konci hadice lze upevnit.
• Vodní plášť umělé vagíny se naplní horkou vodou o teplotě 45 °C (113 °F) otevřením nostru.

• Stupňovitá hadička pro odběr spermatu se připevní k úzkému konci hadičky umělé vagíny a upevní se gumičkou.
• Vnitřní strana pryžové vložky na přední straně umělé pochvy je namazána sterilním želé do délky 3 až 4 palců.
• Vzduch se vhání nosní dírkou do vodního pláště, aby se v něm vytvořil tlak, a stejným tlakem se působí na gumovou vložku, aby se simulovala přirozená pochva.
• Při každém odběru se zkontroluje teplota umělé pochvy, která by měla v době montáže simulovat přirozenou pochvu.
• Pokud je příliš studená, ejakulát v ní po přiložení nemusí být, nebo i když v ní ejakulát je; může být kontaminován močí a stává se nevhodným k použití.

Metoda odběru spermatu

Kravička nebo figurína je zajištěna v servisním vytvoření. Sestavená umělá vagína je držena v úhlu 45° od směru penisu a pod tímto úhlem je prováděn tah. Umělou vagínu drží pravák levou rukou; a když býk nasedne na krávu, pochva býka bude operátorem grapována a nasměrována žlázou penisu do umělé vagíny, a pak býk dá přítlak, aby ejakuloval.

Operátor by měl dbát na to, aby se nedotkl obnažené minulosti penisu. Po sesednutí býka se umělá pochva sejme z penisu a otevře se větrací otvor, aby se uvolnil tlak z pláště.

Voda z pláště se rovněž vypustí otevřením nozder. Tím je umožněn odtok ejakulátu z kužele do trubice pro sběr spermatu. Zkumavka pro odběr spermatu se oddělí od kužele, ucpe vatou a odnese do laboratoře k vyšetření. Gumový kužel a zkumavku pro odběr spermatu lze chránit před vnější kontaminací nebo teplem či vyšší teplotou, a to přikrytím izolačním sáčkem se zipem.

Skladování spermatu

• Objev, že sperma býků lze úspěšně zmrazit a skladovat po neomezenou dobu, způsobil revoluci v umělé reprodukci skotu.
• V roce 1949 britští vědci zjistili, že přidání glycerolu do roztažného semene zlepšuje odolnost spermatu vůči zmrazení. Glycerol působí na odstranění vody ze spermatické buňky před zmrazením a zabraňuje tvorbě buněčných krystalků ledu, které by spermie poškodily.
• Existují dvě metody zmrazování a uchovávání spermatu: suchý led a alkohol (-100 °C) a tekutý dusík (-320 °C). Kapalný dusík je upřednostňován, protože není prokázáno zhoršení oplození s věkem. U spermatu skladovaného v suchém ledu a alkoholu se plodnost postupně snižuje.
• Zmrazené sperma lze při dodržení správné teploty skladovat po neomezenou dobu. Čerstvé, tekuté sperma lze úspěšně skladovat 1 až 4 dny při teplotě 40 stupňů
• Semeno se obvykle skladuje ve skleněných ampulích. Další metodou, která se jeví jako slibná, je francouzské slámování.
• Do prodlužovačů spermatu se často přidává umělé barvivo, aby se odlišilo jedno plemeno od druhého. Na každé jednotlivé nádobce se spermatem je nutná úplná identifikace býka.

• Mražení spermatu se provádí speciálním ředidlem, které má následující složení.
• Dihydrát citrátu sodného (uhličitého) 2,4 r. 2,0 gm, 8,0 ml 25,0 % objemových 50 000 jednotek na 100 ml spermatu fruktóza glycerol vaječný žloutek penicilinový roztok.
• Dihydro-streptomycin 50,0 mg na 100 ml spermatu roztok.
• Destilovaná voda dvakrát destilovaná ze skla 100 ml.
• Přidáním glycerolu do diluentu jsou buňky odolnější vůči tvrdosti zmrazení a ledové krystalky, které se tvoří, jsou menší a hladší, čímž dochází k menšímu poškození spermií. Přídavek fruktózy do ředidla zvyšuje odolnost spermií vůči glycerolu; a také zajišťuje výživu.
• Mražené sperma je baleno v jednodávkových skleněných lahvičkách nebo plastových brčkách při teplotě +5 °C.
• Konečná hladina glycerolu by měla být během procesu zmrazování 7,0 až 7,6 %.
• Abiotika se přidávají k inhibici bakterií a k usmrcení patogenních organismů.
• Semeno se ředí tak, aby jeden ml prodlouženého spermatu obsahoval 20 milionů pohyblivých spermií.
• Semeno musí být pečlivě ochlazeno, aby spermie zůstaly při životě. Konečná teplota se snižuje na -79 °C nebo ještě níže.
• Rychlé zmrazení se provádí po dobu 3 až 5 minut na teplotu -75 °C pomocí atmosféry vytvořené tekutým dusíkem. Při pomalém zmrazování se ochlazování provádí rychlostí 1 °C za minutu z +5 °C na -15 °C. Od -15 °C do -31 °C rychlostí 2 °C za minutu. Z -31 °C na 75 °C rychlostí 4 až 5 °C za minutu. Celkem tedy trvá 40 minut, další ochlazení na -96 °C lze provést rychle, protože po zmrazení není kritické.
• Before freezing the diluted semen in equilibrated for 3 to 5 hours or for the best 16 to 20, hours period in refrigerator at 5°C.
• Liquid nitrogen plays a vital role for storing the frozen semen straws, at a temperature of -196°C for longer periods.

Insemination Methods

There-are different methods of insemination in different species of animals i.e. speculum method, vaginal method and recto vaginal method.

Recto Vaginal Method

• In cattle the safe and best method of insemination is „Recto vaginal method of insemination“.
• Cow which is in heat is well controlled placing it in a Travis.
• The inseminator will get ready by wearing a plastic apron, gumboots and gloves.
• Semeno se po rozmrazení (udržování semenného brčka v teplé vodě po dobu jedné minuty, aby se zmrazené sperma přeměnilo na tekutinu a spermie se staly pohyblivými) vloží do sterilizované pistole na umělé oplodnění zakryté plastovým pláštěm.
• Inseminátor vloží levou ruku v rukavici do konečníku poté, co na rukavici nanese měkké mýdlo nebo jiný lubrikant a zvíře zpětně zvedne, a ruka se dále zasune a zachytí držení děložního hrdla přes stěnu konečníku.
• A.I. guma nabitá spermatem slámkou se protáhne vulvou k „vagíně a děložnímu čípku a rukou v konečníku se pozoruje, aby A. I. guma dosáhla děložního čípku, pak se sperma uloží vstříknutím pistole a po uložení spermatu se pistole odstraní, prázdná slámka a pochva se rozpojí.

Recto vaginální metoda

Spektrální metoda

• Při této metodě se do pochvy krávy vloží spektrum, které zajistí průchod ven k místu inseminace, poté se inseminační trubice protáhne spekuliem a sperma se uloží na děložní hrdlo.

Vaginální metoda

• Vagínou prochází ruka a inseminační trubice je vedena rukou k místu inseminace a sperma je uloženo. Zde hrozí riziko kontaminace a poranění ženských pohlavních orgánů.

Načasování inseminace pro maximální početí

Častou otázkou týkající se umělé oplodnění je: V jakém období říje by měly být krávy připouštěny, aby byla co největší šance na početí? Vzhledem k tomu, že říje může trvat od 10 do 25 hodin, existuje značná volnost v možné době inseminace. Na toto téma bylo provedeno mnoho výzkumů. Studie ukazují, že počet zabřeznutí je nižší, pokud jsou krávy zapuštěny před polovinou říje nebo později než 6 hodin po ukončení říje (v tomto případě stojící říje).

Maximálního početí se dosáhne, když se krávy inseminují mezi polovinou říje a koncem stálé říje, s dobrými výsledky až 6 hodin po říji. Úspěšnost načasování inseminace závisí na dobrém programu detekce říje. Ve velkých stádech to znamená přidělení individuální zodpovědnosti za detekci říje a průběžný vzdělávací program pro pracovníky. Úspěšný program detekce říje a následné správné načasování inseminace se vyplatí při zvyšování reprodukční účinnosti.