Patinų spermos kokybės vertinimas padeda nuspręsti, ar gyvūnas tinka kergimui ir ar jo spermą tikslinga naudoti dirbtiniam sėklinimui. Prieš taikant dirbtinį apvaisinimą, gyvūno sperma dažniausiai skiedžiama, kad būtų išsaugotos geriausios jos savybės. Tačiau dažnai nutylima apie skiedikliuose naudojamus antibiotikus ir galimą žalą aplinkai.

Gyvulininkystėje dažniausiai taikomas dirbtinis apvaisinimas, todėl reguliariai atliekami spermos vertinimo tyrimai, kad būtų pasiekti geriausi sėklinimo rezultatai. Surinktos gyvūnų spermos kokybė įvertinama atliekant skirtingus kokybinius ir kiekybinius laboratorinius tyrimus.

Vertinamas spermatozoidų judrumas, gyvybingumas, jų koncentracija ir morfologiniai spermatozoidų galvučių bei uodegėlių pakitimai. Šiuos kriterijus lemia aplinkos ir vidiniai veiksniai, kurie nuolat keičiasi ir skirtingai veikia spermatozoidus. Pagrindiniai žinomi veiksniai yra genetika, lytinis aktyvumas, temperatūros pokyčiai, spermos surinkimo reguliarumas, ligos, stresas, mityba ir kt. Pastaruoju metu atliekami vis išsamesni tyrimai padeda nustatyti įvairių veiksnių įtaką reprodukcijai, taip pat didėja dėmesys įvairių gyvūnų spermos bakterinio užterštumo tyrimams.

Daugiau bakterijų aptinkama nekokybiškoje spermoje

Natūraliai sperma nėra sterili ir literatūroje aprašomos bakterijos, kurios identifikuojamos kaip įprasta gyvūnų spermos mikroflora. Tai Streptococcus spp., Staphylococcus spp., Pseudomonas spp., Corynebacterium spp., Proteus spp., Pseudomonas aeruginosa, Enterobacter spp., Bacillus spp., Escherichia coli ir kt. Spermoje aptinkamų bakterijų rūšys ir skaičius gali labai varijuoti, atsižvelgiant į gyvūno laikymo sąlygas, aplinką, ligas, imunitetą, kergimo procesus ir kitus vidinius ir išorinius veiksnius.

Nepaisant atliekamų tyrimų gausos, vertinant patelių lytinių takų mikrobiotos sąsają su reprodukcijos problemomis, informacijos apie patinų lytinės sistemos mikrobiologinį užterštumą ir bakterijų daromą įtaką spermos kokybei yra mažiau. Išsamiau išnagrinėjus sveikų bulių spermos mikrobiotą, nustatyta, jog tam tikrų bakterijų rūšių dažniau aptinkama vertinimo standartų neatitinkančios spermos mėginiuose. Tai proteobakterijos, Firmicutes ir Bacteroides tipų bakterijos, aktinobakterijos. Enterococcus spp. bakterijų daugiausia nustatoma prastos kokybės spermos mėginiuose. Ši informacija naudinga siekiant išsiaiškinti gyvūnų nevaisingumo priežastis.

Mikrofloros disbalansas patinų lytiniuose organuose gali skirtingai veikti spermos kokybę. Bakterijų sukeltos patinų lytinės sistemos infekcinės ligos dažniausiai paveikia spermatozoidų vystymąsi ir (ar) jų brendimą ir taip pakenkia spermos kokybei. Taip pat žinoma, jog bakteriospermija (padidėjęs bakterijų skaičius spermos mililitre) sukelia kokybinius spermos pakitimus, tokius kaip judrumo sumažėjimas dėl greičiau įvykstančios agliutinacijos (spermatozoidų sulipimo į krūveles) ir gyvybingumo sumažėjimas.

Skiedikliuose – vienas antibiotikas arba mišiniai

Tobulėjant tyrimų metodų galimybėms jau žinoma, kad kai kurios bakterijos gali tiesiogiai paveikti ir spermatozoidų struktūrą, jų kokybę. Nustatyta, jog dalis tiesiogiai prisitvirtinusių patogeniškų bakterijų gali sukelti įvairius spermos ląstelių pažeidimus. Prie spermatozoidų prisijungusios bakterijos geba inicijuoti autoimunines reakcijas, sukelti oksidacinį stresą ir išskirti toksinus bei metabolitus. Dėl tokio poveikio gali būti pažeista membrana, suirti spermatozoido ląstelės DNR, suardytas akrosomos vientisumas – iš esmės tokie pokyčiai lemia spermos kokybės suprastėjimą.

Natūraliai kergiant į sveikos patelės lytinius organus su sperma patekusios oportunistinės bakterijos žalos nepadaro, nes patelių organai fiziologiškai prisitaikę apsaugoti gimdą nuo infekcijų. Tačiau taikant dirbtinį apvaisinimą sperma dažnai suleidžiama giliau į lytinius takus negu natūraliu būdu, tada aplenkiami apsauginiai barjerai ir gali kilti sisteminės infekcijos, endometritas, vaisiaus išsimetimas, vados sumažėjimas ir kt. Todėl, siekiant sumažinti per dirbtinį apvaisinimą į patelių lytinius takus patenkančių potencialių infekcijos sukėlėjų perdavimo tikimybę, į produkcijos gyvūnų spermos skiediklius dedama antibiotikų.

Komerciniuose gyvūnų spermos skiedikliuose paprastai naudojamas vienas antibiotikas arba jų mišiniai. Europos Sąjungos reglamente (ES) 2016/429 pateikiama informacija apie antibiotikų arba jų mišinių koncentracijos normas, kurios turėtų būti taikomos, siekiant užtikrinti baktericidinį aktyvumą saugomos spermos mililitre. Antibiotikų mišinio pavyzdys: gentamicinas (250 μg), tilozinas (50 μg), linkomicinas ir spektinomicinas (150/300 μg).

Dėl įvairių gyvūnų rūšių skirtingo ligų paplitimo ir aktualumo gali būti rekomenduojami skirtingi antibiotikai. Spermos skiedikliuose dėl plataus veikimo spektro dažnai naudojamas gentamicinas, tačiau Europoje matyti spartus bakterijų rezistentiškumo šiam antibiotikui augimas. Nepaisant to, jog atsparumas antibiotikams yra sparčiai didėjanti pasaulio problema, o veterinarijoje ir žmonių medicinoje skatinama mažinti antibiotikų ir atsakingai juos naudoti, alternatyvių priemonių pasirinkimas, antibiotikų kiekiai spermos skiedikliuose nemažėja.

Dar didesnį susirūpinimą kelia kuilių spermos skiedikliai su antibiotikais, nes sėklinimo procese naudojami dideli spermos ir skiediklio mišinio kiekiai, kurių 70–80 proc. po sėklinimo natūraliai pasišalina iš patelės lytinių takų į aplinką. Toks sintetinių antibiotikų išskyrimas į aplinką sukuria palankias sąlygas bakterijų atsparumui vystytis.

Alternatyvų antibiotikams yra

Siekiant sumažinti antibiotikams atsparių bakterijų augimą reikėtų imtis aktyvių veiksmų gyvūnų veisimo srityje, ieškoti ir taikyti alternatyvius mikroorganizmų kiekių mažinimo būdus veisiamų gyvūnų spermoje.

Pasaulyje ieškoma alternatyvių gyvūnų spermos skiedimo ir laikymo priemonių, kurias būtų praktiškiausia taikyti išlaikant geriausią spermos kokybę ir efektyviai mažinant bakterijų skaičių, neigiamai nepaveikiant reprodukcijos rezultatų.

Viena iš alternatyvų – fizinis bakterijų kiekio mažinimas spermoje. Tai spermos centrifugavimas, nusodinimas, kuris plačiau taikomas laboratorijose, tačiau lengvai pritaikomas ir praktikoje. Pagal atliktus tyrimus šis metodas turi teigiamą poveikį spermos kokybei, nes, pašalinus bakterijas, spermos kokybiniai rodikliai kambario temperatūroje ilgesnį laiką nekinta, palyginti su mėginiais, maišytais įprastais skiedikliais su antibiotikais.

Kita alternatyva – nesintetinių antimikrobinių medžiagų naudojimas. Tyrimais nustatyta, jog tam tikrų rūšių augalų ekstraktai turi baktericidinį poveikį spermos bakterijoms. Aliejinės moringos (Moringa oleifera), panaudotos bulių ir avinų spermoje, efektyviai slopina bakterijų dauginimąsi ir teigiamai veikia spermatozoidų kokybinius rodiklius. Panašiu poveikiu pasižymi arbatmedžių eterinis aliejus ir imbierų ekstraktas kuilių spermoje. Tačiau augalų ekstraktų naudojimas skiedikliuose ne visais atvejais efektyvus, be to, nėra atlikta pakankamai tyrimų, kurie įrodytų, kad bakterijos per ilgesnį laiką nesugeba įgauti atsparumo augalų ekstraktams.

Šiuo metu daug mokslininkų tiria galimybę pritaikyti bičių produktus spermai skiesti. Propolis (kitaip bičių pikis) dėl savo ypatingų antimikrobinių savybių gali būti viena iš efektyviausių alternatyvų. Tai sudėtingos cheminės struktūros medžiaga, kurioje yra apie 600 skirtingų junginių, todėl bakterijos nesugeba įgauti atsparumo jam. Bandymai parodė, kad skirtingos formos propolis (ekstraktas arba milteliai), įmaišytas į avinų spermą, teigiamai veikia spermatozoidų kokybinius rodiklius ir efektyviai mažina bakterijų dauginimąsi, jų gyvybingumą. Tikėtina, jog ateityje propolis bus plačiau naudojamas ne tik gydymui, bet ir spermos skiediklių sudėtyje.

Išorinių aplinkos bakterijų į spermą pateks mažiau, jei bus užtikrinta efektyvi higiena ją imant. Normali gyvūno odos, plaukų ir respiratorinio trakto mikroflora į spermą gali patekti, tačiau nesilaikant higienos reikalavimų mėginys gali būti užterštas žmogaus ir aplinkos bakterijomis. Kad bakterijos nepatektų į spermą, ją imdami darbuotojai turi atsakingai laikytis higienos reikalavimų: naudotis vienkartinėmis barjerinėmis priemonėmis (pirštinėmis ir veido kaukėmis), reguliariai skalbti aprangą, naudoti sterilias priemones mėginiui surinkti, surinkimo patalpą tinkamai valyti ir palaikyti švarą. Laikantis higienos taisyklių galima išvengti didesnės bakterijų įvairovės spermoje.

Ateities vizija – reguliarus spermos mėginių bakteriologinis ištyrimas prieš gyvūnų veisimą ir sintetinių antibiotikų naudojimo mažinimas gyvūnų veisimo srityje. Rutininiai mikrobiologiniai tyrimai padėtų perprasti skirtingų gyvūnų natūralią spermos mikroflorą ir išsiaiškinti, kurios bakterijos veikia spermos kokybę. Taip pat būtų galima veiksmingiau kontroliuoti lytiškai perduodamų patogeniškų bakterijų plitimą: apsaugoti pateles nuo lytinių takų infekcijų ir jų padarinių – abortų ir nevaisingumo. Be to, įvertinus skirtingų gyvūnų spermos mikroflorą, būtų lengviau pritaikyti tinkamas antibiotikų naudojimo alternatyvas. Visa tai padėtų mažinti mikroorganizmų rezistentiškumo antibiotikams plitimą ir skatintų siekti dar geresnių gyvūnų reprodukcijos rezultatų.