Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Cơ sở khoa học 1. Sinh lý sinh dục bò đực 1. Sự thành thục về tính Trong quá trình trưởng thành một con đực hoặc cái đạt được mức thành thục về tính dục là khi chúng có khả năng sản sinh giao tử và biểu hiện đầy đủ các hệ quả tập tính sinh dục.
Ở con đực thành thục về tính là lúc bộ máy sinh sản đã đủ phát triển, sản sinh ra tinh trùng có khả năng làm con cái có chửa (Kunitada, 1992) [57]. Thành thục về tính là kết quả của sự điều chỉnh dần dần của sự tăng tiết hoạt động của Gonadotropin và khả năng của các tuyến sinh dục để đảm nhiệm đồng thời việc sản sinh Sertoli và sản sinh giao tử. Sự thành thục về tính dục phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như tuổi, khối lượng cơ thể, điều kiện nuôi dưỡng và môi trường. Ở bò đực trong ống sinh tinh lúc 3-4 tháng tuổi xuất hiện các tinh bào sơ cấp, lúc bê đực 6 tháng tuổi xuất hiện các tinh trùng trưởng thành.
Lúc 8-10 tháng tuổi đã có nhiều tinh trùng có thể sử dụng thụ tinh nhân tạo được (Hafer, 1987) [51]. Cấu tạo bộ máy sinh dục bò đực Bộ máy sinh dục bò đực bao gồm các bộ phận chính như: Dịch hoàn, bao dịch hoàn, dây treo dịch hoàn, tuyến sinh dục phụ, các ống dẫn tinh, cơ quan giao cấu (Hình 1) (Nguyễn Xuân Trạch và CS, 2006) [35] Bao dịch hoàn: là do nếp tiền đình của tuyến sinh dục ở giai đoạn phôi biệt hóa thành. Nó là một túi do da bụng thõng xuống ở vùng bụng bên trong chứa 2 dịch hoàn, làm cho bao dịch hoàn có hình ô van chia thành hai phần bằng nhau, phần phía trên bao dịch hoàn gọi là cổ bao gắn vào vùng bẹn trong chứa các hệ thống dây treo, các mạch máu, dây thần kinh và ống dẫn tinh. n 4 Bao dịch hoàn có nhiều lớp cơ khác nhau hợp thành có tác dụng bảo vệ và điều hoà nhiệt độ ở dịch hoàn.
Tùy thời tiết nó tạo nhiệt độ thích hợp cho sự sinh tinh và bảo tồn tinh trùng trong cơ thể bò đực trước khi xuất tinh ra ngoài (Nguyễn Tấn Anh và Nguyễn Duy Hoan, 1998) [3]. Giải phẫu định vị các cơ quan sinh dục của bò đực (Nguyễn Xuân Trạch và cs, 2006) [35] - Dịch hoàn: gồm hai dịch hoàn có dạng hình trứng nằm trong bao dịch hoàn. Kích thước dài khoảng 11-12 cm, đường kính 5-7 cm và khối lượng khoảng 250-350 gam. Dịch hoàn là cơ quan sinh dục nguyên thủy ở con đực, nơi sản xuất ra tinh trùng và hormone sinh dục đực (testosteron).
Dịch hoàn chứa các ống sinh tinh. Ống sinh tinh có đường kính rất nhỏ (200 µm) được xếp ngoằn ngoèo trong dịch hoàn, chiều dài tổng cộng của chúng tới 5. Những tế bào kẽ (tế bào Leydig) nằm giữa các ống sinh tinh sản sinh ra hormone sinh dục đực. Những tế bào đỡ (Sertoli) và tế bào mầm trong ống sinh tinh biệt hoá thành tế bào tinh và thành tinh trùng (Đinh Văn Cải và Nguyễn Ngọc Tấn, 2007) [9].
n 5 Ở bò đực tuyến yên tiết hormon FSH (Follice Sitmulating Hormone) và LH (Luteinizing Hormone). FSH kích thích sự phát triển của ống sinh tinh, xúc tiến quá trình hình thành tinh trùng. LH kích thích tế bào kẽ tiết hormone testosterone, Androgen. trong đó testosteron có hoạt lực mạnh nhất tạo nên đặc tính thứ cấp của con đực và làm tăng quá trình đồng hoá, trước hết là đồng hoá protein.
Quá trình sinh tinh và tác động của các nhân tố điều khiển diễn ra liên tục vì vậy hoạt động sinh dục của bò đực diễn ra thường xuyên kể từ khi thành thục về tính (Nguyễn Văn Đức và cs, 2006) [14]. Mặt cắt dịch hoàn và phụ dịch hoàn bò đực (Đinh Văn Cải và Nguyễn Ngọc Tấn, 2007 )[7] Dịch hoàn cùng với bao dịch hoàn điều hòa nhiệt độ trong dịch hoàn trong một điều kiện nhất định, nhưng nhìn chung nếu nhiệt độ môi trường là 50C - 210C thì nhiệt độ bên trong dịch hoàn thấp hơn nhiệt độ cơ thể 40C - 70C. n 6 Vì vậy, dịch hoàn là bộ phận chính của bộ máy sinh sản của con đực và cũng là bộ phận mà các nhà thụ tinh nhân tạo chú ý nhiều nhất trong khi chọn lọc đực giống. Dịch hoàn phải có kích thước có tỷ lệ tương ứng với tầm vóc con đực, có hình dạng cân đối, cấu tạo hoàn chỉnh và hoạt động tốt.
Dịch hoàn phụ: các ống dẫn ra từ dịch hoàn tập trung lại hình thành nên một ống đơn gọi là dịch hoàn phụ. Mỗi dịch hoàn có một dịch hoàn phụ. Cấu tạo dịch hoàn phụ gồm có đầu, thân, đuôi và có thể sờ thấy được qua bìu dái. Mặc dù chỉ có một ống nhưng dịch hoàn phụ rất gấp khúc và có chiều dài khoảng 40-60m (Nguyễn Xuân Trạch, 2003) [33] Dịch hoàn phụ có một số chức năng chính: - Vận chuyển tinh trùng: là một ống nối từ dịch hoàn đến ống dẫn tinh ngoài, dịch hoàn phụ có chức năng vận chuyển tinh trùng từ dịch hoàn đến ống dẫn tinh ngoài.
Hoạt động này xảy ra nhờ các chu kỳ co bóp của lớp cơ trên dịch hoàn phụ và lực hút chân không được tạo ra trong ống dẫn tinh ngoài. Thời gian vận chuyển tinh trùng qua hết ống dịch hoàn phụ khoảng 9- 11 ngày. - Làm đậm đặc nồng độ tinh trùng: tinh trùng từ dịch hoàn vào đầu dịch hoàn phụ có nồng độ loãng (khoảng 1.000 triệu tinh trùng/ml), suốt trong quá trình vận chuyển trong ống dịch hoàn phụ, quần thể tinh trùng được làm đặc lên, khoảng 4.000 triệu tinh trùng/ml (Canadian Association Animal Breeders, 1991) [47]. - Làm thành thục tinh trùng: khi mới được hình thành và còn lưu trú trong các ống dẫn tinh trong, năng lực vận động và khả năng thụ tinh của tinh trùng còn rất kém hoặc không có.
Trong quá trình di chuyển trong ống dịch hoàn phụ, năng lực vận động và khả năng thụ tinh của tinh trùng tăng lên khá nhanh. Nếu tinh trùng nào còn giọt bào tương bám theo thì tinh trùng đó được coi là tinh trùng kỳ hình và không có khả năng thụ tinh. n 7 - Bảo tồn và lưu giữ tinh trùng: đuôi dịch hoàn phụ của bò đực trưởng thành có thể chứa được 50 -70 tỷ tinh trùng sống. Ở đây có điều kiện tối ưu cho sự tồn tại của tinh trùng trong một thời gian khá dài (khoảng 60 ngày) cụ thể là có: pH thấp, độ nhớt cao, nồng độ CO2 cao, tỷ lệ giữa nồng độ K+ và Na+ lớn, có sự ảnh hưởng của testosterone kết hợp với những yếu tố khác đã làm giảm quá trình trao đổi chất của tinh trùng và do đó kéo dài được tuổi thọ của chúng.
Tuy nhiên, nếu thời gian lưu giữ nói trên quá dài thì số lượng tinh trùng chết của lần xuất tinh này sẽ cao và làm cho khả năng thụ tinh kém (Hiroshi, 1992) [53]. Ống dẫn tinh: là một ống có cơ chắc chạy từ đuôi dịch hoàn phụ ở đáy dịch hoàn ngược theo dịch hoàn đến phồng ống dẫn tinh (ampullae). Khác với dịch hoàn phụ, ống dẫn tinh là một ống thẳng và khá ngắn. Hai ống dẫn tinh hợp lại với nhau tạo thành phồng ống dẫn tinh, gặp ống dẫn nước tiểu từ bàng quang cùng với chất tiết của một số tuyến sinh dục phụ đổ vào ống chung gọi là niệu đạo (Nguyễn Xuân Trạch và Mai Thị Thơm, 2004) [34] Niệu sinh dục: vừa là cơ quan tiết niệu vừa là cơ quan sinh dục nối từ hai đoạn phồng ống dẫn tinh đến đầu dương vật, nên nó vừa là đường dẫn nước tiểu vừa là đường dẫn tinh dịch khi bò đực xuất tinh.
Khi bò đực xuất tinh, đầu tiên có một ít tinh thanh được tiết ra (chất tẩy rửa đường dẫn tinh dịch trong quá trình xuất tinh), việc hòa lẫn tinh trùng vào tinh thanh sẽ hoàn thiện trong đường niệu sinh dục này. Các tuyến sinh dục phụ: các tuyến sinh dục phụ gồm các tuyến tinh nang, tiền liệt, tuyến cầu niệu đạo. Chúng nằm dọc theo phần thân của của ống niệu đạo và cùng với hai ống dẫn tinh đổ chất tiết vào niệu đạo. Chất tiết của các tuyến sinh dục phụ tham gia khoảng 3/4 lượng tinh dịch là nguồn năng lượng, chất đệm vv.
cho tinh trùng (Trần Cừ và cs, 1975) [12]. n 8 - Tuyến tinh nang: gồm hai tuyến có hình quả trứng, màu vàng nhạt, trong xoang chậu, trên bàng quang và ống dẫn tinh. Tuyến này tiết ra chất keo màu trắng hoặc vàng, chất keo này gặp dịch tiết của tuyến tiền liệt thì kết lại tạo thành một cái nút để đóng cổ tử cung sau quá trình giao phối, mục đích không cho tinh trùng chảy ngược ra ngoài. Chất keo này còn có glucoza và axit béo để tăng cường dinh dưỡng và hoạt lực cho tinh trùng (Trần Tiến Dũng và CS, 2002) [13].
- Tuyến tiền liệt: là tuyến đơn nằm dọc và bao quanh niệu đạo, ngay gần sát sau lỗ thoát của tuyến tinh nang. Chất tiết của tuyến tiền liệt chứa nhiều các ion Na-, Cl-, Ca2+, Zn2+, và Mg2+ là những nguyên tố có khả năng trung hòa điện tích trong tinh dịch. Ngoài ra còn có chứa protein đặc trưng hấp thụ CO2 trong môi trường niệu đạo, chứa các prostaglandin có tác dụng làm tăng co bóp cơ trơn ở niệu đạo, làm tăng tốc độ phóng tinh theo từng đợt và kích thích co bóp thành âm đạo để đưa tinh trùng vào sâu trong đường sinh dục con cái (Lubos, 1970) [60]. - Tuyến cầu niệu đạo (tuyến củ hành): là tuyến có lỗ tiết gần dương vật nhất (đổ vào ống niệu đạo dưới van u ngồi), nó tiết ra dịch “rửa” ngay trước mỗi lần phóng tinh, có tác dụng làm vệ sinh đường sinh dục con đực và con cái (Nguyễn Xuân Trạch, 2003) [33] Dương vật: là cơ quan giao cấu của con đực.
Dương vật bò đực dài, có đoạn cong hình chữ S nối với cơ co duỗi để đẩy dương vật ra vào. Thân dương vật được cấu tạo bởi các mô xốp bao lấy niệu quản. Các mô này khi có máu dồn đến sẽ làm cho dương vật to thêm, dài ra tạo hiện tượng cương cứng, kết hợp với cơ quan thần kinh cảm giác ở đầu dương vật kích thích con đực thúc mạnh vào âm đạo, phóng tinh theo từng đợt. Chức năng chính của dương vật là đưa tinh dịch vào âm đạo con cái khi giao cấu.
Nếu vì một lý do nào đó n 9 dương vật không cương cứng tác dụng của con đực sẽ bị vô hiệu hóa (Nguyễn Tấn Anh và Nguyễn Quốc Đạt, 1997) [2] Bao dương vật: là phần thõng xuống của da bụng bao lấy dương vật bảo vệ dương vật.