Herausforderungen beim Transport von Spermadosen

In den letzten Jahrzehnten hat sich die künstliche Besamung (KB) als Reproduktionstechnik in der Schweineproduktion fest etabliert. Schätzungen zufolge werden 90–100 % der weiblichen Tiere in den landwirtschaftlichen Betrieben der wichtigsten Erzeugerländer (mit Ausnahme Chinas) künstlich befruchtet. Die benötigten Spermadosen, die üblicherweise in den Betrieben selbst gewonnen wurden, werden heutzutage jedoch zunehmend in spezialisierten Einrichtungen wie Besamungsstationen (Eberstationen) produziert, um eine effiziente Qualitätskontrolle sicherzustellen.

Zu den Vorteilen der Produktion von Spermadosen in Eberstationen gehören unter anderem: die intensive genetische Verbesserung von Ebern mit ständig aktualisierten genetischen Indizes, die Biosicherheit durch die Verwendung von Sperma von Tieren, die offiziell als frei von bestimmten Krankheiten zertifiziert sind, wie z. B. Räude, Tuberkulose, Brucellose, Leptospirose (durch Kontrollprotokolle), Klassische Schweinepest und Aujeszkysche Krankheit, sowie die strenge Qualitätskontrolle in allen Phasen der Produktion, von der Absamung bis zur Lieferung an die Erzeuger.

In diesem Szenario der Zentralisierung der Produktion von Spermadosen sind die Eberstationen strategisch in Regionen platziert, die die Logistik des Straßentransports erleichtern. In Ländern wie Brasilien müssen aufgrund der geografischen Größe jedoch oft große Entfernungen zurückgelegt werden, um die Spermadosen an die Erzeuger zu liefern. In einer von Bennemann et al. (2020) durchgeführten Studie, die 32 Eberstationen in Brasilien (die 61,53 % der Gesamtzahl des Landes ausmachen) bewertete, stellten die Autoren fest, dass der Transport von Spermadosen in 58,06 % der Eberstationen unter Temperaturkontrolle erfolgt und Entfernungen von bis zu 600 km zurückgelegt werden.

Der Transport von Spermadosen von den Eberstationen zu den Betrieben erfordert sorgfältige Überlegungen, da Faktoren wie Temperaturschwankungen und Erschütterungen die Qualität der Spermadosen beeinträchtigen und die Spermien schädigen können. Somit ist die Temperaturkontrolle während des Transports für die Aufrechterhaltung der Qualität der Spermadosen unerlässlich, da Schwankungen von mehr als 2–3 ºC die Lagerungszeit und die Lebensfähigkeit der Spermien reduzieren.

Der Einsatz von Echtzeitanwendungen kann helfen, kritische Faktoren beim Transport von Spermadosen zu identifizieren. Sensoren, die mit Geräten wie Smartphones verbunden sind, ermöglichen es, verschiedene externe Faktoren zu messen und zu kontrollieren. Bisher haben nur wenige Studien die Auswirkungen des Transports auf Spermien untersucht, aber Schulze et al. (2018) haben mithilfe einer individuell programmierten mobilen Sensor-App gezeigt, dass künstlich ausgelöste Vibrationsemissionen eine frequenzabhängige Auswirkung (bis zu 300 rpm; Simulation einer stark befahrenen Straße) auf die Qualität von Spermadosen haben, die in einem Kurzzeitverdünner konserviert und sechs Stunden lang geschüttelt wurden (Tabelle 1).

Tabelle 1: Auswirkung unterschiedlicher Vibrationsemissionen (100 und 300 rpm) über sechs Stunden unmittelbar nach der Aufbereitung des Ejakulats von verschiedenen Ebern (n= 20), konserviert in Kurzzeitverdünner, auf die Spermienqualitätsparameter

Die angegebenen Werte sind Durchschnittswerte. TRT 30 = Thermoresistenztest nach 30 Minuten Inkubation bei 38 ºC. TRT 300 = Thermoresistenztest nach 300 Minuten Inkubation bei 38 ºC. ^{a, b} Unterschiedliche Buchstaben kennzeichnen signifikante Unterschiede zwischen den Gruppen innerhalb der Versuchsreihe (P ≤ 0,05). Angepasst von Schulze et al. (2018)

Paschoal et al. (2021) untersuchten die Auswirkungen von Vibrationen bei 200 rpm über vier Stunden, die sie mit einem Schüttler simulierten, und stellten ebenfalls fest, dass Vibrationen einen schädlichen Einfluss auf die Spermienmotilitätsparameter und die Integrität der Plasmamembran im Vergleich zur Kontrollgruppe (ohne Vibrationen) hatten. Die verwendeten Verdünnungsmittel (Kurzzeit- und Langzeitverdünner) beeinflussten die durch das Schütteln verursachten Schäden nicht.

In einer anderen Studie von Tamanini et al. (2022), in der die Auswirkungen der Dauer der Vibrationsexposition und der Einfluss des Verdünnungsmittels auf diese Reaktion untersucht wurden, verwendeten die Autoren in Kurzzeit- und Langzeitverdünnern konservierte Dosen und simulierten den Transport durch Vibrationsemissionen, die durch einen Schüttler bei 70 rpm über 0 (ohne Vibrationen), 3, 6 und 12 Stunden ausgelöst wurden. In dieser Studie konnte festgestellt werden, dass die Spermienmotilität und die Integrität des Akrosoms durch die Wechselwirkung zwischen Schütteldauer und Verdünnungsmittel beeinflusst wurden, was eine leicht negative Auswirkung der Vibrationsemissionen auf diese Parameter belegt (Abb. 1).

Bislang wurde noch keine biologische Erklärung für die schädliche Wirkung von Vibrationen auf Spermien gefunden. Es wird vermutet, dass die Erschütterungen den Verlust von CO₂ aus der flüssigen Phase an die Luft bewirken, was zu einer Alkalisierung der Spermadosen führt, und dass oxidativer Stress, der durch mitochondriale Veränderungen hervorgerufen wird, die Zellen ebenfalls schädigt. Scherkräfte können die Eigenschaften der Spermienmembran verändern, und diese mechanische Beschädigung führt zu Stress in den Spermienzellen.

Aus diesen Gründen ist der Transport von Spermadosen kein leichtes Unterfangen, und es gibt bislang nur wenige Studien, die die durch Vibrationsemissionen verursachten Auswirkungen untersuchen, um herauszufinden, wie man sie minimieren kann. Um die Qualität der Spermadosen sicherzustellen, ist es daher wichtig, dass der Transport ordnungsgemäß erfolgt – vorzugsweise in gut gewarteten Fahrzeugen und auf gut ausgebauten Straßen –, dass die an der Auslieferung beteiligten Fahrer regelmäßig geschult werden und dass die Temperatur und weitere Faktoren in Echtzeit überwacht werden.