مقاله تنظیم حرارت بیضه و اسکروتوم در گاو نر

خلاصه: دمای بیضه ها در گاو نر باید cْ2 تا cْ6 درجه پایین تر از دمای بدن باشد. برای تولید اسپرماتوزدای بارور، مکانیسم های خنک کننده بیضه ها عبارتند از: مخروط عروقی بیضه‌ها - از دست رفتن دما از سطح بیضه ها، شل شدن عضلات اسکروتوم، عرق کردن اسکروتوم، پاسخ‌های تمام بدن و گرادیانت های متعارف حرارتی (در اسکروتوم و بیضه ها). در واقع کارکرد بیضه ها در حاشیه هایپوکسی می باشد. وقتی دمای بیضه ها افزایش پیدا می کند، متابولیم در حد بیشتری اتفاق می افتد نسبت به فشار خون و از این رو باعث می شود که بیضه ها دچار هایپوکسی شوند.

بنابراین بیضه ها خیلی مستعد به افزایش حرارت به علت عوامل داخلی و خارجی می‌باشند. وقتی دمای بیضه ها افزایش می یابد، نسبت اسپرماتوزواهای ناقص بیشتر می شود و بهبود وابسته به طبیعت و مدت زمان افزایش گرما می باشد.

مقدمه:

باروری بدون گاو نر یک پارامتر مهم در تولید گاو شیری می باشد، یک گاو نر ممکن است در کنار 20 گاو ماده باشد. در شرایط سرویس دهی طبیعی یا از طریق تلفیح مصنوعی از اسپرم آن برای هزاران گاو ماده استفاده شود. با اینکه تعداد کمی از گاوهای نر عقیم هستند و توانایی تولید ندارند، ولی یک رنج وسیعی در باروری گاو نر وجود دارد، خصوصاً در جمعیت هایی که انتخاب نشده اند. این نکته بخوبی مشخص شده است که دمای بیضه ها باید 2 تا 6 درجه سانتی گراد کمتر از دمای بدن باشد، تا بیضه ها بتوانند توسط اسپرماتوزدای باروری بکنند. و افزایش در دمای بیضه ها سبب افت کیفیت اسپرم می شود. افزایش دمای بیضه یکی از عوامل پایداری و اصلی در ناباروری خیلی از گاوهای نر می باشد.

 « فصل سوم »

آناتومی و فیزیولوژی:

یک سری خصوصیاتی هست که در تنظیم دمای بیضه ها شرکت می کنند. شبکه پامپینی فورم یک شبکه پیچیده سیاهرگی است که سرخرگ بیضه ای که بسیار پیچخوره است را احاطه می‌کند و بقیه ساختارها مخروط عروقی بیضه نام دارد. در مخروط عروقی بیضه، خون سرخرگی خنک می شود. به این صورت که گرما از سرخرگ به سیاهرگ منتقل می شود. از این گذشته، این محل دفع گرمای سطحی از طریق پوست می باشد، زیرا پوست این قسمت گرم ترین قسمت کیسه بیضه می باشد.

خصوصیت مخروط عروقی بیضه ها و دمای سطحی بیضه ها در گاوهای نر از بین 5/0 تا 3 سال گزارش شده است. پوست بیضه معمولاً ظریف و فاقد مو می باشد. یک سیستم خونی و لفضی وسیع سابکوتانئوس وجود دارد که در قسمت فارخی تر آن سیاهرگ های خونی در قسمت سطحی قرار گرفته اند. که انتقال گرما را آسانتر می کنند. عضلات صاف در سرخرگ های زیر پوستی توسط سیستم سیاتیک عصب دهی می شوند و تحریک این اعصاب باعث قبض عروق می‌شود. افزایش در دمای بیضه باعث انبساط این آرتریول ها می شود توسط عمل مستقیم قلب واکنش قبض عروقی سمپاتیکی.

عرق کردن و واکنش عمومی بدن به عمل خنک کردن بیضه ها کمک می کند. خصوصاً در گوسفند، در قوچهای نژاد مرینو، غدد کسیه بیضه بزرگ تر هستند نسبت به مناطق دیگر بدن و تولید عرق بیشتری هم دارند. مشابه این وضع در گاو نر دیده می شود که تجمع غدد مولد عرق در کیسه بیضه از سایر نقاط بدن بیشتر است. غدد مولد عرق در کیسه بیضه گوسفند، بصورت متناوب عمل ترشح را انجام می دهند. و عمل دفع عرق آنها وقتی شروع می شود که دمای سطح کیسه بیضه به cْ5/35 می رسد و با فرکانس تا 10 ترشح در ساعت می رسد. پاسخ عمومی بدن در قوچها شامل افزایش تنفس می باشند، هنگامی که دمای سطح کیسه بیضه بیشتر از cْ35 تا cْ36 افزایش می یابد. از این گذشته، دمای سطح کیسه بیضه در قوچها به cْ38 تا cْ40 می رسد، تنفس خیلی سریع می شود (200 تنفس در دقیقه). این انبساط عروقی عمومی در رکتوم و سرخرگ کاروتیه ایجاد می شود به اندازه کاهش cْ2 درجه در مدت 1 ساعت.

دمای سطحی و داخلی در گاوهای نر دورگه در سه نقطه از هر بیضه اندازه گیری شده است: بالا، وسط و پایین. دمای میانگین در این سه قسمت عبارتند از cْ4/30 - cْ8/29 و cْ8/28 (دمای سطحی کیسه بیضه). cْ3/33 - cْ33 و cْ9/32 (دمای حساب کوتانئوس کیسه بیضه) و cْ3/34 - cْ3/34 و cْ5/34 (دمای درون بیضه ها). گرادیانت دمای از بالا به پایین، 6/1 – 4/0 و 2/0 درجه سانتی گراد می باشد. برای سطح بیضه و برای قسمت ساب کوتانئوس و داخلی هم مشابه می باشد. همچنین نشان داده شده است که دمای سطح کیسه بیضه و بیضه، یک گرادیانت و برعکس و متقابل دارند که سبب ایجاد یک دمای یکنواخت در کل بیضه می شود. از این گذشته، با این که دمای درون بیضه در بیضه داخل کیسه بیضه، از بیضه‌ای که در خارج است بیشتر می‌باشد، ولی دمای سطحی کیسه بیضه تقریباً مشابه می باشد.

گرادیانت دمای اسکروتوم و بیضه ها ممکن است بخاطر عروق باشد. اسکروتوم از بالا به پایین عروق دهی می شود. به هر حال سرخرگ بیضه ای بعد از خروج از قسمت پایینی مخروط بیضه، طول بیضه را طی می کند (زیر کورپوس اپیدییمیس)، و به پایین بیضه می رسد و قبل از ورود به پارانشیم بیضه به شاخه های پشتی و جانبی در تمام سطح بیضه منشعب می شود. بنابراین خونرسانی بیضه از پایین به بالا می باشد. در یک مطالعه ای که اخیراً انجام گرفته است، نشان داده شده است که درون سرخرگ بیضه یک دمای مشابه در بالا و پایین آن وجود دارد. ولی به صورت مشخصی خنک تر از نقطه ای است که وارد پارانئیم بیضه می شود. این امر باعث ایجاد یک دمای نسبتاً یکنواخت در کل پارانئیم بیضه می شود.

در گاوهای نر دمای Caput ، کورپوس و اپیدیدیم دارای میانگین cْ6/35 ، cْ6/34 و cْ1/33 می باشد. و گرادیانت بین Caput و Cand دارای میانگین cْ5/2 می باشد. دمای Caput بیشتر از پارانئیم بیضه می باشد در بالای بیضه و احتمالاً بخاطر این است که Caput نزدیک مخروط عروقی بیضه می باشد. ولی به هر حال Cauda که یک قسمت مهم برای ذخیره و بلوغ اسپرم می باشد، کمی خنک تر از پارانیم بیضه می باشد.

منابع حرارت بیضه:

جریان خون بیضه ای و مصرف 02 در 8 گاو آنگوس اخیراً اندازه گیری شده است. برای نشان دادن اهمیت ضریب جریان خون یا متابولیسم به عنوان یک منبع تولید حرارت. جریان خون در سرخرگ بیضه دارای میانگین ml 4/12 در دقیقه می باشد. خون سرخرگی گرمتر می باشد. cْ2/39 در مقابل cْ9/36 و درصد هموگلوبین اشباع شده از اکسیژن آن بیشتر از سیاهرگ بیضه می‌باشد (95/3% در مقابل 42%). با توجه به جریان خون و اشباع بودن Hb ، مقدار اکسیژن مصرفی توسط هر بیضه (2/1 ml در دقیقه) محاسبه شده که تولید 8/5 کالری گرما در دقیقه می‌کند. در مقایسه با 3/28 کالری در دقیقه که به جریان خون اضافه می شود (حدود 5 برابر با یکدیگر اختلاف دارند).

کارکرد بیضه معمولاً در لبه هایپوکسی شدن می باشد. یعنی افزایش دما باعث افزایش متابولیسم می شود به همراه یک افزایش نیاز به اکسیژن برای تأمین نیازهای هوایی. با اینکه افزایش جریان خون سبب آزادسازی اکسیژن بیشتری می شود، ولی باعث ایجاد دمای اضافه‌تری در بیضه‌ها می شود. بنابراین به نظر می رسد افزایش، از دست دادن حرارت از اسکروتوم، مناسب ترین پاسخ در مقابل افزایش حرارت بیضه می باشد.

ارزیابی دمای سطحی کیسه بیضه توسط گرماسنجی مادون قرمز:

گرماسنجی مادون قرمز از بیضه گاوهای نری که ظاهراً تنظیم حرارت بیضه آنها طبیعی است نشان دهنده یک تقارن از چپ به راست و cْ4 تا cْ6 گرم تر است در بالای اسکروتوم نسبت به پایین آن.

الگوی حرارتی معمول دیگر اغلب فاقد تقارن چپ به راست می باشند و قسمت های محدود شده‌ای دارند که دمای آنها بالا رفته است، و اینها به عنوان تنظیم حرارت غیر طبیعی بیضه یا اپیدیدیم مطرح می شوند. با اینکه گاو نری که تنظیم حرارت غیر طبیعی دارد معمولاً کیفیت اسپرم پایینی دارد، ولی هر گاو نری که کیفیت اسپرم پایین دارد، دمای غیر طبیعی بیضه ندارد. گاو نری که دچار نهان بیضگی یک طرفی می باشد دمای سطحی اِسکروتال در بیضه درگیر نسبت به بیضه سالم بیشتر می باشد. ولی به هر حال امروزه مشخص شده که توجه باید بیشتر شود. گرماسنجی مادون قرمز به عنوان یک تست کمکی استاندارد برای ارزیابی باروری بکار رفته است.

برای گاوهایی که الگوی حرارت سطحی اسکروتوم آنها در طبقه طبیعی و قابل قبول بوده است میزان بارور ساختن گاو ماده و ایجاد آبستنی 83% بوده است (مشابه مقدار طبیعی که 85% می‌باشد) که این رقم بالاتر درصد آبستنی در گاوهای نری است که الگوی دمای سطحی بیضه آنها غیر طبیعی بوده است، 68 درصد.