Produkce kančího spermatu
Produkce kančího spermatu
Inseminace se stala velmi užitečným nástrojem v zemích s intenzivním chovem prasat. V Evropě je déle než dvě desetiletí inseminováno více než 90 % prasnic. Sperma se získává od kanců chovaných buď na farmě prasnic nebo ve specializovaných inseminačních centrech. Tato centra nabízí distribuci dávek spermatu konstantní kvality připraveného k použití od rozmanitých plemen a genetických linií. Kvalita a produkce kančího spermatu jsou předmětem neustálého výzkumu.
 |
| Manuální odběr spermatu kanců (foto Wikimedia) |
Výběr kanců
Výběr vhodného kance je zásadní a měl by být vybrán pouze kanec s nejlepšími vlastnostmi pro produkci spermií. Výběr kanců co nejdříve v raném věku a s nejlepší kvalitou spermatu snižuje náklady na jejich chov. Kanci, kteří produkují nekvalitní sperma, jsou obvykle ponecháni několik týdnů v klidu a pokud se nezotaví, jsou vyřazeni. To pro inseminační střediska znamená dodatečné náklady a proto mají prospěch z metod včasné detekce nekvalitních kanců.
Pokud je výběr založen na kvalitě spermatu, je třeba vzít v úvahu, že kvalita spermatu u kanců mladších 8 měsíců je nižší než u starších kanců. Proto může být výběr kance v mladém věku zavádějící, avšak výběr ve vyšším věku zpomaluje rychlost genetického pokroku.
Porodní hmotnost jako kritérium pro výběr kanců v raném věku vychází z předpokladu, že kanečci s nízkou porodní hmotností (kolem 1 kg) mají menší varlata v dospělosti ve srovnání s kanci s porodní hmotností kolem 2 kg. Avšak nebyl prokázán vliv porodní hmotnosti na parametry spermatu (pohyblivost, objem, koncentraci, integritu DNA a akrozomu a morfologii spermií). Ve vyšším věku, kolem 150 dnů, je výběr kanců na základě velikosti varlat přesnější díky pozitivní korelaci s množstvím spermií v ejakulátu.
Chovatelé prasat požadují sperma od genetických linií, jejichž potomci mají dobrý potenciál pro produkci masa, tj. dobrý růst, konverzi krmiva a libové složení jatečného těla. Avšak výběr kanců pouze podle těchto parametrů může mít negativní vliv na kvalitu spermatu. Například bylo zjištěno, že tloušťka hřbetního špeku u vysoce specializovaných kanců piétrain je pozitivně spojena s progresivní motilitou spermií, což znamená, že selekční tlak na libové maso může vést ke snížení pohyblivosti spermií. Obecně se uvádí, že že kanci piétrain a duroc mají nižší počet spermií než kanci large white a landrace, ale rozdíly mezi plemeny z hlediska motility a morfologie spermií jsou malé. Je pravděpodobnější, že individuální variabilita převyšuje variabilitu mezi plemeny.
Kromě produkce a kvality spermatu lze pro selekci kanců použít genetické markery. Takové markery se mohou týkat raného věku v pohlavní dospělosti, vyšší odolnosti proti tepelnému stresu nebo lepší kvality spermatu během skladování v tekutém či zmrazeném stavu.
 |
| Odběrové místo pro kance (foto Lars Mikkelsen) |
Ustájení kanců
Podle evropské legislativy (2001/93) musí být k dispozici nejméně 6 m2 pevné podlahové plochy pro jednoho kance. Kotec musí umožnit kanci se otočit, slyšet, cítit a vidět ostatní kance. Typ ustájení může ovlivnit zdraví kanců a nepřímo ovlivňovat kvalitu spermatu např. bakteriální kontaminací, zejména pokud je používána podestýlka.
Způsob odchovu mladých kanců ovlivňuje produkci spermatu. Ukázalo se, že skupinové ustájení rostoucích kanců je výhodné pro následné reprodukční výkony. Skupinově odchovaní kanci mají silnější nohy při páření, výraznější libido, dříve dosahují prvního páření a mají vyšší počty spermií ve srovnání s individuálně ustájenými kanci.
Mikroklima hraje při chovu kanců významnou roli, proto byly v mnoha studiích zkoumány vlivy různých světelných režimů, teplot, vlhkosti a sezóny na kvalitu spermatu. Role světelného režimu na kvalitu spermatu je kontroverzní. Ukazuje se, že světelné režimy založené na konstantním osvětlení (např. 15 hodin světla denně) sice ovlivňují sexuální zrání a libido, avšak neovlivňují kvalitu spermatu. Délka expozice světla má vliv na kvalitu spermatu v extrémních situacích, kdy jsou kanci vystaveni buď neustálému umělému světlu nebo úplné tmě po dobu 3 měsíců. Tyto extrémní režimy měly negativní vliv na objem a koncentraci spermií, zvláště když kanci byli ponecháni v úplné tmě.
Tepelný stres (nad 25°C) deformuje spermie, snižuje jejich motilitu a plodnost. Produkci spermií může snížit nejen konstantní tepelný stres, ale také kolísání teploty mezi dnem a nocí (25 a 10°C) a relativní vlhkost vzduchu nad 90 %. Obecně je zřejmé, že dobrá kvalita ovzduší a okolního prostředí jsou nezbytné pro pohodlí a dobré životní podmínky kanců a tím i pro kvalitu spermatu.
 |
| Automatický systém odběru spermatu od firmy IMV |
Výživa kanců
Revize nutričních požadavků pro kance ukázala, že pouze přísné omezení krmiva, tj. pod 1,4 násobek záchovy, má negativní vliv na produkci spermií a libido, ale neovlivňuje pohyblivost nebo vitalitu spermií. Optimální obsah bílkovin v krmivu pro kance je diskutabilní, jelikož bylo zjištěno, že krmení kanců s nízkou hladinou bílkovin (13 %) a zvýšený poměr obsahu aminokyselin threonin-tryptofan-arginin vede ke zvýšení kvality spermatu. Avšak závažné nedostatky ve skladbě bílkovin v krmivu působí nepříznivě na libido a produkci spermatu.
Výzkumné práce se zaměřují především na různé doplňky krmiva pro kance. Zvláštní pozornost je věnována antioxidantům, protože se předpokládá, že jednou z hlavních příčin poškození spermií během skladování v tekutém stavu je peroxidace lipidů spermií. Různé studie ukázaly, že složení lipidů spermií lze modifikovat doplňováním krmiva n-3 polynenasycenými mastnými kyselinami (PUFA), avšak zda má doplněk PUFA vliv na odolnost spermií při skladování, je kontroverzní. To potvrzují nejednoznačné výsledky z testování přídavků tuňákového oleje, hydrogenovaného živočišného tuku nebo menhadenového oleje do krmiva kanců.
Velká pozornost byla věnována selenu pro jeho antioxidační vlastnosti. Bylo zjištěno, že doplněk selenu v krmivu pro kance zvyšuje motilitu spermií, snižuje výskyt abnormálních spermií a u prasnic zvyšuje plodnost. Forma selenu, anorganická nebo organická, ve které se kancům podává, byla také předmětem výzkumu, avšak výsledky jsou rozporuplné.
Souvislost mezi vitamíny, jako je L-karnitin nebo vitamín E a kvalitou spermatu byla též zkoumána. Suplementace L-karnitinem zvyšuje počet zralých spermií v ejakulátech. Vitamin E spolupracuje se selenem na ochraně spermií před peroxidací lipidů a nedostatky tohoto vitamínu v krmivu mohou mít za následek sníženou pohyblivost spermií.
 |
| Automatický systém odběru spermatu od firmy Magapor (foto Maite Santonja) |
Odběr spermatu
Místo pro odběr spermatu musí být, stejně jako místo pro ustájení, bezpečné pro kance a ošetřovatele. Principy biologické bezpečnosti a hygiena během odběru hrají zásadní roli, neboť jejich nedodržení má za následek bakteriální a virovou kontaminaci ejakulátu a následně dávek spermatu. Kontaminace může způsobit snížení kvality spermatu přímými účinky bakterií a virů nebo nepřímým působením jejich vedlejších produktů na spermie.
V současnosti jsou vyvinuty automatizované systémy pro odběr kanců umožňující téměř bezdotykový odběr spermatu. Tyto systémy zahrnují mimo jiné pneumatické otevírání přístupových dveří a elektronickou identifikaci kance. Jejich předností je, že zvyšují počet odebraných kanců za hodinu bez snížení produkce spermií a snižují bakteriální kontaminaci. Avšak zda tyto systémy mají vliv na kvalitu spermatu je předmětem dalšího výzkumu.
 |
| Automatický systém odběru spermatu od firmy Magapor (foto Maite Santonja) |
Design odběrného kotce působí na sexuální chování kanců. Kance lze sexuálně stimulovat před odběrem tím, že je jim umožněno vidět jiné kance v akci na fantomu. Sexuální stimulace urychluje odběr a zvyšuje počet spermií. Byla také studována stimulace kanců prostaglandiny, ale kromě tendence ke zkrácení doby do nástupu ejakulace a delšímu trvání ejakulace nebyl pozorován žádný účinek na počet spermií nebo kvalitu spermatu.
Sperma se od kanců v inseminačních centrech odebírá přibližně dvakrát týdně. Je známo, že vysoká frekvence odběrů má negativní vliv na morfologii a motilitu spermií, jelikož spermie jsou nuceny rychle procházet nadvarletem, takže nemají dostatečný čas na epididymální zrání. Například v jedné studii měli kanci odebíraní dvakrát denně po dobu čtyř po sobě jdoucích dnů více proximálních kapiček, více abnormalit hlavy a ocasu a nižší pohyblivost než kontrolní kanci odebíraní jednou za dva dny. Po 4 dnech nepřesahovala aktivita spermií u ejakulátů kanců podrobených vysokofrekvenčnímu odběru více než 20 %.
Faktory ovlivňující kvalitu kančího spermatu
| Faktor | Popis | Projev |
| plemeno | piétrain a duroc vs. landrace a large white | nižší počet spermií |
| hřbetní špek | intenzivní selekce na snížení | snížená pohyblivost spermií |
| ustájení při odchovu | skupinové vs. jednotlivé | vyšší počet spermií |
| fotoperioda | 24 hodin úplného světla nebo tmy po dobu 3 měsíců | snížený objem a koncentrace spermií |
| tepelný stres | 35°C (8 h) nebo 31°C (16 h) po dobu 90 dnů vs. 23°C | snížená pohyblivost a zvýšení abnormalit spermí |
| omezení krmení | 1,4 krát nižší než záchovná dávka | snížený počet spermií |
| omezení bílkovin | 12,0 % hrubého proteinu | snížený počet spermií |
| selen | 0,06 ppm vs. 0,5 ppm nepřetržitě | snížená pohyblivost a zvýšení abnormalit spermí |
| organický vs. anorganický | zvýšení koncentrace spermií | |
| L karnitin | 625 mg/kanec/den | zlepšení morfologie spermií |
| četnost odběrů | dvakrát denně po dobu 4 dnů ve srovnání s jednou za 2 dny | snížená pohyblivost a zvýšení abnormalit spermí |
| odběrové místo | umožňující sexuální podněty | vyšší počet spermií |
Výzvy pro výzkum
Tento přehled naznačuje, že chov kanců a manipulaci se spermatem lze stále zlepšovat. Kromě správného ošetřování kance je třeba také s ejakuláty zacházet kontrolovaným způsobem, aby nedošlo k poškození a kontaminaci spermií. Bakteriální kontaminace byla identifikována jako jeden z nejkritičtějších problémů při zpracování čerstvého spermatu, znepokojující je zejména nárůst rezistence bakterií na antibiotika. Jelikož neplodnost kanců je bohužel diagnostikována často až na jatkách, je způsob léčby a včasné odhalení kanců, kteří již nejsou schopni produkovat kvalitní sperma, stále výzvou pro výzkum. I přesto, že roste počet inseminačních středisek zavádějících systémy kontroly kvality, ve kterých je sledován každý krok od odběru po balení spermatu, zpracování spermatu ještě není plně standardizované mezi stanicemi. Proto je třeba identifikovat kritické body během výroby a celkově by prospělo zavedení standardizovaných systémů kontroly a zabezpečení kvality kančího spermatu.
 |
| MiniBSP plně automatická produkce inseminačních dávek spermatu od firmy Minitube |
