人工授精

はじめに

人工授精とは、男性から生きた精子を含む精液を採取し、器具を使って適切なタイミングで女性の生殖器官に導入する技術です。 これによって、正常な子供が生まれることが分かっています。

家畜の人工授精の最初の科学的研究は、1780年にイタリアの科学者ラザンノ・スパルバンザーニが犬を対象に行ったものである。 彼の実験により、受精力は精液ではなく精子に宿ることが証明されました。

人工授精は、単に女性に受精させるための新しい方法というわけではありません。

人工授精は、単に雌に受精させるという新しい方法ではなく、主に家畜の改良に使われる強力な手段です。 人工授精では、遠方の雄牛を気にすることなく、優れた品質の雄牛の生殖質を有効活用することができる。

発情の症状

発情のさまざまな症状は

• 動物は興奮状態になる。 動物は落ち着きのなさと神経質になります。
• 動物は頻繁に泣くことになります。
• 動物は飼料の摂取量を減らすことになります。
• 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. これで、硬質ゴムホースとゴムライナーの間が水密区画となります。 ホースの一端にあるノズルは固定できます。
• ノズルを開けて人工膣のウォータージャケットに45℃（113°F）の温水を満たします。

• 目盛り付き精液採取チューブを人工膣ホースの細い端に固定し、ゴムバンドで固定する。
• 人工膣の前側のゴムライナーの内側には、3～4インチの長さに滅菌ゼリーを塗布しておく。
• 鼻孔からウォータージャケットに空気を吹き込み、圧力をかけ、同じ圧力をゴムライナーにかけ、自然の膣を模擬する。
• 採取のたびに人工膣の温度を確認し、装着時に自然膣と同じ状態になるようにします。
• 冷たすぎると一突きしても射精がなかったり、射精があっても尿で汚れていたり、使用に適さない場合があります。

精液採取方法

牛またはダミーはサービスクリエイトで固定されます。 組み立てた人工膣をペニスの方向から45°の角度で保持し、その角度で突き刺す。 人工膣は右利きの人が左手で持ち、牛が牛に乗り移ると、牛の鞘を操作者が鉤状にして陰茎腺を人工膣に導き、牛が推力を与えて射精する。

操作者は陰茎の露出部に接触しないように注意しなければならない。

牛が降りた後、人工膣をペニスからはずし、通気孔を開けてジャケットの圧力を逃がします。 これにより、射精液は円錐部から精液採取チューブに流れ込む。 精液採取管は円錐から取り外され、綿毛でふさがれ、検査のために研究室に持ち込まれる。

精液の保存

• 牛の精液をうまく凍らせて無期限に保存できるという発見は、牛のAIに革命を起こしました。
• 1949 年に、英国の科学者は、精液抽出剤にグリセロールを加えると、精子の冷凍に対する抵抗が向上することを発見しました。 グリセロールは凍結前に精子細胞から水分を除去し、精子にダメージを与える細胞の氷晶の形成を防ぐ働きをします。
• 精液を凍らせて保存する方法には、ドライアイスとアルコール（-100℃）と液体窒素（-320℃）の2種類があります。 液体窒素が好まれるのは、加齢による生殖能力の低下が見られないからです。 ドライアイス・アルコールで保存した精液では、徐々に生殖能力が低下する。
• 凍結精液は適切な温度が維持されれば、無期限に保存することができます。 新鮮な液体精液は40度で1～4日間うまく保存できる
• 精液は通常ガラスアンプルで保存されます。 その他、有望と思われる方法として、フレンチストローがあります。
• 人工着色料は、ある品種を別の品種と区別するために、精液エクステンダーに頻繁に追加されます。

• 精液の凍結は、次の組成を持つ特別な希釈剤で行われます。
• Sodium citrate dihydrate (angular) 2.4 y. 2.0 gm, 8.0 ml 25.0% by volume 50,000 units per 100 ml of semen Fructose Glycerol Egg Yolk Penicillin dilulent.
• Dihydro-streptomycin 50.0 mg per 100 ml of semen dilulent.この希釈液は、以下の組成である。
• Distilled water double glass distilled 100 ml.
• 希釈液にグリセロールを加えることにより、細胞が凍結に強くなり、氷の結晶が小さく滑らかになるため、精子へのダメージが少なくなります。 また、希釈剤に果糖を加えることで、精子のグリセロールに対する抵抗力を高め、栄養も補給します。
• 凍結精液は、1回分のガラス瓶またはプラスチックストローに入れられ、+5℃に保たれています。
• 凍結プロセスにおいて、グリセロールの最終レベルは7.0～7.6%であるべきです。
• 抗生物質は、細菌を抑制し、哀れな生物を殺すために添加されます。
• 拡張した精液1mlに運動精子2000万個が含まれるように希釈される。
• 精子が生きているために、精液は慎重に冷やさなければならない。 最終的な温度は-79℃かそれ以下まで下げられる。
• 急速凍結は、液体窒素で作った雰囲気の中で、3～5分かけて-75℃まで凍らせる。 緩慢凍結では、+5℃から-15℃まで1分間に1℃の割合で冷却します。 15℃から-31℃までは、1分間に2℃の割合で冷却されます。 31℃から75℃までは、1分間に4～5℃の割合で冷却します。 このように、合計40分かけて、-96℃までさらに冷却することで、凍結後の重要性がないため、迅速に行うことができます。
• 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.
• terilized A.I. gunにセットします。
• 人工授精師は手袋に軟石鹸などの潤滑剤を塗ってから左手を直腸内に挿入し、バックラックに入れ、さらに手を挿入して直腸壁から子宮頸部を捕捉します。
• 精液を入れたストローを膣から子宮頸部に通し、直腸内で手を添えてガムが子宮頸部に達するのを観察し、ガンに精液を注入し、精液注入後、銃を抜き、空のストローとシースを乱れるようにします。

レクト膣法

スペクトラム法

• この方法では、スペクトラムを牛の膣内に入れ、外の通路を授精部位に提供し、授精管を検鏡に通し、子宮頸部に精液を付着させる。

膣式

• 膣から手を入れて、人工授精管を手で授精部位まで誘導し、精液を注入する方法です。

妊娠を最大限にするための授精のタイミング

AIに関するよくある質問は、次のとおりです。 妊娠の可能性を最大限にするために、発情期のどの時期に牛を繁殖させ るべきなのか？ 発情期は 10 ～ 25 時間続く可能性があるため、授精の時間にはかなりの幅があり ます。 このテーマについて、多くの研究がなされてきました。 研究によると、発情中期前や発情停止（この場合は立位発情）後 6 時間以 内に授精した場合、受胎率が低くなることが分かっています。

牛が発情中期から立位発情末期の間に授精すると、最大の受胎率が得られますが、発情後6時間までは良好な結果が得られます。 人工授精のタイミングがうまくいくかどうかは、発情検出プログラムがうまくいくかどうかにかかっています。 大規模な牛群では、発情検出の責任を個々に負わせ、労働者のための教育プログラムを継続的に行うことを意味します。 発情検出プログラムが成功し、その後の授精のタイミングが適切であれば、繁殖効率を上げる上で大きな利益をもたらすでしょう。