Wpływ szczepień na jakość nasienia byków – analiza i metody przeciwdziałania

Czy szczepienia mogą osłabić funkcję nasienia u byków?

Szczepienia byków w stacjach nasienia są niezbędnym elementem utrzymania zdrowia stada, jednak stanowią również istotny czynnik stresowy, prowadzący do obniżenia jakości nasienia. Stres szczepienny powoduje wzrost temperatury ciała i jąder, co wywołuje reakcję anafilaktyczną skutkującą uszkodzeniem kanalika najądrza, degeneracją jąder i zaburzeniem procesu dojrzewania plemników. Te zmiany prowadzą ostatecznie do powstawania nieprawidłowości morfologicznych plemników. Na poziomie molekularnym, szczepione byki doświadczają stresu oksydacyjnego wynikającego z zaburzenia równowagi między oksydantami a antyoksydantami, co pogarsza jakość nasienia.

Reaktywne formy tlenu (ROS) powstające w wyniku stresu oksydacyjnego pochodzą głównie z dwóch źródeł: z miejsc wiązania ubichinonu w kompleksach I i III łańcucha transportu elektronów uszkodzonych mitochondriów oraz z systemu NOX błony plazmatycznej plemników. ROS utleniają białka plemników i rozrywają wiązania kowalencyjne DNA plemników. W konsekwencji dochodzi do przerwania DNA po przekształceniu nienasyconych kwasów tłuszczowych w błonie plazmatycznej plemników w nienasycone aldehydy, takie jak MDA (dialdehyd malonowy), akroleina i 4HNE (4-hydroksynonenal). Te aldehydy mogą hamować fuzję plemnika z oocytem i zakłócać działanie enzymów zaangażowanych w cykl Krebsa i fosforylację oksydacyjną, co ostatecznie zmniejsza ruchliwość plemników i zdolność do zapłodnienia.

Jakie leki mogą łagodzić szczepienny stres u byków?

W badaniu oceniono wpływ meloksikamu i lewamisolu na łagodzenie stresu szczepieniowego u byków hodowlanych rasy Sahiwal. Meloksikam, zastosowany jako środek przeciwgorączkowy, jest niesteroidowym lekiem przeciwzapalnym (NLPZ), który obniża temperaturę ciała i jąder poprzez hamowanie syntezy prostaglandyn przez blokowanie enzymu cyklooksygenazy-2 (COX-2). Jednak w niektórych badaniach stwierdzono, że meloksikam podawany podczas szczepienia może negatywnie wpływać na migrację leukocytów i zmniejszać adhezję neutrofili, co wiązało się z osłabioną odpowiedzią immunologiczną. Lewamisol wzmacnia odporność i może być stosowany jako immunomodulator. W wyższych dawkach lewamisol powoduje paraliż i wydalanie nicieni z trawieńca i jelit poprzez stymulację zwojów przywspółczulnych i współczulnych oraz zakłócanie metabolizmu węglowodanów nicieni. Jednak w niższych dawkach działa jako immunostymulant, przywracając funkcję immunologiczną limfocytów T obwodowych i stymulując fagocytozę monocytów.

W badaniu wykorzystano 12 dojrzałych, zdrowych byków hodowlanych rasy Sahiwal w wieku 5-8 lat, o wadze 480-550 kg. Wszystkie byki zostały zaszczepione przeciwko chorobom zakaźnym FMD-II w lutym. Eksperyment szczepienny przeprowadzono w dwóch fazach: przed szczepieniem i po szczepieniu. W fazie po szczepieniu utworzono cztery grupy: Grupa I (Kontrola), Grupa II (Meloksikam), Grupa III (Lewamisol) i Grupa IV (Meloksikam + Lewamisol), po trzy zwierzęta w każdej grupie. Lewamisol podawano zwierzętom z grup III i IV siedem dni przed szczepieniem. Meloksikam (2 mg/kg masy ciała) podawano zwierzętom z grup II i IV w momencie immunizacji.

Parametry fizjologiczne (tętno, częstość oddechów i temperatura rektalna) rejestrowano przed i po szczepieniu. Temperatura powierzchni ciała (BST) i gradient temperatury jąder określano za pomocą kamery termowizyjnej o wysokiej rozdzielczości. Nasienie pobierano metodą sztucznej pochwy bydlęcej od wszystkich byków z czterech grup podczas etapów przed i po szczepieniu. Nasienie po pobraniu rozcieńczano w ekstenderze TYG do uzyskania końcowego stężenia 80 milionów/ml, a następnie zamrażano i przechowywano w ciekłym azocie (-196°C).

Jak zmienia się jakość nasienia po szczepieniu?

W badaniu oceniono rutynowe parametry nasienia po rozmrożeniu, takie jak ruchliwość postępowa, nieprawidłowości morfologiczne i test pęcznienia hipoosmotycznego (HOST). Przeprowadzono również zaawansowane testy funkcji plemników, w tym ocenę integralności błony plazmatycznej plemników za pomocą barwienia CFDA-PI (dioctan karboksyfluoresceiny – jodek propidyny), ocenę integralności akrosomu za pomocą FITC-PNA (izotiocyjanian fluoresceiny – aglutynina orzeszka ziemnego) i PI, ocenę apoptozy plemników za pomocą zestawu do oznaczania apoptozy Vybrant® oraz indeks fragmentacji DNA plemników za pomocą barwienia oranżem akrydyny.

Wyniki wykazały, że parametry fizjologiczne (tętno, częstość oddechów i temperatura rektalna) oraz temperatura powierzchni ciała były znacząco podwyższone w grupie kontrolnej w porównaniu z grupami leczonymi po szczepieniu. Gradient temperatury jąder był znacząco obniżony w grupie kontrolnej 24 godziny po szczepieniu, podczas gdy w grupach leczonych nie stwierdzono istotnych różnic. Jakość nasienia, w tym ruchliwość postępowa i parametry HOST%, uległa znacznemu pogorszeniu po szczepieniu we wszystkich grupach, ale w grupach leczonych to pogorszenie było mniejsze.

Zaawansowane testy funkcji plemników wykazały, że odsetek żywych plemników z nienaruszonym akrosomem (LAI%) był znacząco niższy po szczepieniu we wszystkich grupach, ale w grupach leczonych, szczególnie w grupie IV (Meloksikam + Lewamisol), to zmniejszenie było znacznie mniejsze. Podobnie, odsetek plemników apoptotycznych i nekrotycznych wzrósł po szczepieniu we wszystkich grupach, ale w grupach leczonych ten wzrost był mniejszy. Poziom dysmutazy ponadtlenkowej (SOD) i katalazy (CAT) w plazmie nasienia był znacząco obniżony po szczepieniu, podczas gdy stężenie MDA i indeks fragmentacji DNA (DFI%) były podwyższone, ale w grupach leczonych te zmiany były mniej wyraźne.

Jak wyniki badań przekładają się na praktykę weterynaryjną?

Wyniki badania sugerują, że szczepienie wywołuje stres oksydacyjny u byków hodowlanych, co prowadzi do pogorszenia jakości nasienia. Jednak zastosowanie meloksikamu i lewamisolu, szczególnie w kombinacji, może skutecznie łagodzić ten stres i poprawiać jakość nasienia. Meloksikam obniża temperaturę ciała i jąder, zmniejszając stan zapalny, podczas gdy lewamisol moduluje odpowiedź immunologiczną, co razem przyczynia się do ochrony funkcji plemników.

Badanie wykazało, że u byków leczonych kombinacją meloksikamu i lewamisolu zaobserwowano znaczącą poprawę jakości nasienia, w tym wyższy odsetek żywych plemników (+53,11%), niższy odsetek plemników osłabionych (-33,83%), martwych (-36,70%) i apoptotycznych (-44,01%) oraz niższy indeks fragmentacji DNA (-47,07%) w porównaniu z grupą kontrolną w 7. dniu po szczepieniu. Wyniki te wskazują, że połączenie meloksikamu i lewamisolu może być skuteczną strategią łagodzenia stresu szczepieniowego i poprawy jakości nasienia u byków hodowlanych.

Badanie to ma istotne implikacje dla praktyki weterynaryjnej i zarządzania hodowlą, sugerując, że odpowiednie strategie farmakologiczne mogą minimalizować negatywny wpływ szczepień na produkcję nasienia, co jest szczególnie ważne w stacjach inseminacyjnych, gdzie jakość nasienia ma kluczowe znaczenie dla skuteczności programów hodowlanych.

Podsumowanie

Badanie analizuje wpływ szczepień na jakość nasienia byków hodowlanych oraz skuteczność terapii łączonej w minimalizacji negatywnych skutków immunizacji. Szczepienia wywołują stres oksydacyjny prowadzący do pogorszenia parametrów nasienia poprzez wzrost temperatury ciała i jąder oraz uszkodzenie struktur komórkowych plemników. Zastosowanie kombinacji meloksikamu jako środka przeciwzapalnego i lewamisolu jako immunomodulatora znacząco poprawia jakość nasienia po szczepieniu. W grupie otrzymującej terapię łączoną zaobserwowano wyższy odsetek żywych plemników, niższy poziom fragmentacji DNA oraz mniejszy odsetek plemników osłabionych i apoptotycznych w porównaniu z grupą kontrolną. Wyniki badania mają praktyczne zastosowanie w stacjach inseminacyjnych, gdzie odpowiednie postępowanie farmakologiczne może zminimalizować negatywny wpływ szczepień na produkcję nasienia.