Luminometrische Verlaufskontrolle des ATP-Gehaltes von flowzytometrisch geschlechtsdifferenzierten bovinen Spermien

Die momentan einzige Möglichkeit, Spermien mit einer hohen Exaktheit nach ihren geschlechtsbestimmenden Eigenschaften zu sortieren, ist die Beltsville Sperm Sexing Technology® mittels Flowzytometrie. Obwohl diese Technik zuverlässig ist und in der Rinderzucht mittlerweile kommerziell genutzt wird, variiert die Qualität des gesexten Spermas nicht nur zwischen verschiedenen Bullen, sondern auch zwischen unterschiedlichen Ejakulaten. In dieser Arbeit wurde der Energiehaushalt der Spermien mittels eines ATP-Lumineszenz-Testes untersucht, um Stressfaktoren während des Sortierprozesses auf die Mitochondrien nachzuweisen. Dazu wurden verschiedene Schritte des Sortingprozesses, im Besonderen der Effekt durch den Hoechst 33342 Farbstoff, die elektrische Spannung, die elektrostatische Ablenkung und die Laserexposition im Vergleich zwischen unsortiertem und sortiertem Sperma untersucht. Ergebnisse: Die geschlechtsspezifische Sortierung von Spermien im Flowzytometer hat einen signifikanten negativen Einfluss auf ihren ATP-Gehalt, obwohl die Motilität nach dem Sortieren zunächst erhöht ist, was auf die Hyperaktivierung durch die beginnende Kapazitation und die Selektion von membranintakten Spermien zurück zu führen ist. Ein positiver Effekt auf den ATP-Gehalt der Spermien und ihre Motilität wurde durch den Einsatz des Sexcess® Verdünners erzielt. Weder die Anfärbung mit Hoechst 33342 noch die Minimierung der mechanischen Kräfte des Piezokristalls auf den Flüssigkeitsstrom der Spermien bewirkte signifikante Veränderungen in Bezug auf den Energiegehalt. Die Deaktivierung der elektrostatischen Ablenkung führte zu einer geringeren ATP-Produktion, welches der fehlenden Hyperaktivierung zuzuschreiben ist. Der ATP-Gehalt und die Gesamtmotilität der Versuchsgruppe, die ohne Laser den Sorter passiert hatte, waren signifikant geringer im Vergleich zur standardsortierten Gruppe. Ohne den Laser konnte ein aussortieren der membrandefekten Spermien nicht stattfinden, was zu einem insgesamt geringeren ATP-Gehalt dieser Versuchsgruppe führte. Zusammenfassend ergibt sich, dass die Bestimmung des ATP-Gehaltes die Motilitätsdiagnose mittels CASA-System ergänzen kann und eine frühe Aussage zum Energiehaushalt der eingesetzten Spermien zulässt.