Etablierung eines In-Vitro-Spermien-Penetrationstests zur Analyse boviner Samenzellen

Abstract

Ziel der vorliegenden Arbeit war es, einen Spermien-Penetrationstest (SPT) zu etablieren, der technisch einfach durchführbar und kostengünstig ist. Hierzu wurden Ejakulate von 20 Bullen 960 Penetrationstests unterzogen. Folgende relevante Ergebnisse konnten erzielt werden: - Agarose-Gel eignet sich im Gegensatz zu Polyacrylamid-Gel nicht für den Einsatz im SPT. - In 1,9 %-igem Polyacrylamid-Gel wurden signifikant höhere Penetrationsdistanzen erreicht als in 2 %-igem Polyacrylamid-Gel. - In den Gelkonzentrationen mit PBS-Puffer-Zusatz wurden signifikant höhere Penetrationsdistanzen erreicht als in den Konzentrationen mit TRIS-Puffer- Zusatz (p < 0,001). - Hämatokritkapillaren eignen sich zur Durchführung des SPT. - Alle getesteten Methoden der Testablesung wiesen hochsignifikante Korrelationen untereinander auf (p < 0,001). - Es bestanden signifikante Zusammenhänge zwischen der Ergebnissen des SPT und denen der spermatologischen Untersuchung. Insbesondere der nachweislich mit der Fertilitätsrate in Zusammenhang stehende kinetische Motilitätsparameter VSL zeigte hohe Korrelationskoeffizienten bei allen eingesetzten Medien. - Thermische Schädigung der Spermien stand in signifikantem Zusammenhang mit dem Ergebnis des SPT (p < 0,05). - Die Ergebnisse des SPT vor Kryokonservierung standen in signifikantem Zusammenhang mit den Ergebnissen nach Kryokonservierung (p < 0,05). Zusammenfassend kann der Einsatz von 1,9 %-igem Polyacrylamid-Gel, dem in der Herstellung PBS als Puffer zugesetzt wird, als Medium für den SPT bei bovinen Ejakulaten empfohlen werden. Als Methode der Auswertung empfiehlt sich das Ablesen der Penetrationsdistanz des vordersten noch motilen Spermatozoons. Der in dieser Arbeit entwickelte Penetrationstest stellt eine technisch einfache und kostengünstige Methode dar, die Penetrationsfähigkeit von Samenzellen zu erfassen und lässt bei Anwendung vor Kryokonservierung auf die Qualität der Spermien nach dem Auftauen schließen. Aim of this study was the establishment of a simple and economic sperm penetration test (SPT). 960 penetration tests were performed in ejaculates of 20 bulls. The following results could be achieved: - In contrast to polyacrylamide-gel agarose gel cannot be recommended for the use in the SPT. - Significantly higher penetration rates resulted from the use of polyacrylamidegel 1.9% in contrast to polyacrylamide-gel 2%. - In polyacrylamide-gel preparations using phosphate buffered saline higher penetration rates could be achieved than in preparations using tris(hydroxymethyl)aminomethane as a buffer (p < 0.001). - Microhematocrit tubes can be recommended for use in the SPT - The six different methods of reading the SPT showed significant correlations among themselves (p < 0.001). - Between outcome of the SPT and results of sperm analysis significant correlations were found. Especially the kinetic parameter straight line velocity (VSL) which has been proven to be significantly correlated to fertility rate showed high coefficients of correlation with regard to all of tested gel concentrations. - Thermal damage was proven to be significantly correlated to outcome of SPT (p < 0.05). - Results of SPT before freezing and post-thawing were significantly correlated (p < 0.05). In summary, in bovine semen analysis 1.9% polyacrylamide-gel prepared with phosphate-buffered saline can be recommended for the use in SPT. We suggest searching for the vanguard motile sperm cell to read the penetration distance. The SPT seems to be a simple and low-cost method to measure the ability of bovine spermatozoa to penetrate artificial medium. Results before freezing semen reflect the post-thaw outcome