Патологічна фізіологія / Оториноларингологія / Організація системи охорони здоров'я / Онкологія / Неврологія і нейрохірургія / Спадкові, генні хвороби / Шкірні та венеричні хвороби / Історія медицини / Інфекційні захворювання / Імунологія та алергологія / Гематологія / Валеологія / Інтенсивна терапія, анестезіологія та реанімація, перша допомога / Гігієна і санепідконтроль / Кардіологія / Ветеринарія / Вірусологія / Внутрішні хвороби / Акушерство і гінекологія
ГоловнаМедицинаВетеринарія
« Попередня Наступна »
Г.Д. Некрасов, І.А. Суманова. Акушерство, гінекологія і біотехніка відтворення тварин, 2007 - перейти до змісту підручника

Фізіологія, біохімія і біофізика сперми

Хімічний склад сперми

Сперма містить 90-98% води і 2-10% сухої речовини. Близько 60% сухої речовини представляє білок. Головні складові частини сперми - білки і ліпіди. До складу білка входять амінокислоти, що містять сірку.

Сперма бика і барана багата цукрами, з яких переважає фруктоза. У спермі містяться лимонна кислота, вільні амінокислоти, сорбітол, інозитол.

У спермі широко представлені біологічно активні речовини: ферменти (кисла і лужна фосфатаза, гіалуронідаза, глюкозидаза, амілаза, ліпази, протеази, оксидази та ін),

антагглютініни , простагландини, гормони (андрогени, естрогени), вітаміни (аскорбінова кислота, тіамін, рибофлавін, ретинол).

У сухій речовині сперми міститься близько 1% золи. Зольна частина містить фосфор, кальцій, магній, калій, натрій, хлор, цинк, залізо, мідь і ряд інших елементів.

Будова сперміїв

Спермій має мікроскопічно малу величину. Загальна довжина спермия становить 60-70 мкм.

Розрізняють 5 поперечних ділянок спермия: головку, шийку, тіло (середня частина), джгутик (хвіст) і кінцева ділянка джгутика. Головка має довжину 8-10 мкм, шийка - 1, середня частина - 8-10, джгутик - 35-50, кінцева ділянка джгутика - 3 мкм. На головку припадає 49% маси спермия, тіло - 15, хвіст - 36%. Головка є носієм генетичного матеріалу; шийка, тіло і хвіст - рухова (локомоторная) частина спер-мія.

Головка являє собою опукло-увігнуту пластинку. Форма головки у барана і бика звужується до шийки, у кнура і жеребця - рівномірно овальна. Головка складається з акро-соми (у вигляді двошарового ковпачка, що прикриває передні 2/3 головки); системи перехрещуються фібрил, що утворюють каркас оболонки; бокаловидной капсули; кільцевого підстави. Понад половину маси головки складає ядро. Хроматиновий матеріал ядра сконцентрований переважно в нижній частині головки.

Шийка є сполучною ланкою між головкою і середньою частиною. Це найбільш слабка, легкоповреждаемих частина спермія. У ній розташована проксимальная центриоль (центросома), виконуюча роль локомоторного центру. Від неї бере початок осьова нитка, що складається з двох міцно спаяних між собою фібрил. Осьова нитка проходить по всій довжині локомоторной частини спермія, поступово стоншена.

Проксимальна центриоль оточена двома базальними гранулами, що мають вид кілець еліпсоідной форми. Від кожної базальної гранули відходить по 9 тонких волоконец - фібрил, причому фібрили зовнішнього кільця в кілька разів тол-ще відповідних їм фібрил внутрішнього кільця. Фібрили з'єднані між собою і з осьовим ниткою тонкими нитками - спицями.

Кільцеві фібрили містять скоротливі білки (скантін, спермозін), подібні за своїм складом з актоміозі-ном. При скороченні фібрил хвіст згинається, причому одні фібрили згинають хвіст вправо, інші - вліво.

Фібрили оперезані спіральними елементами. Тіло щільно оповите подвійною спіраллю; остання закінчується кільцевої центриоль, розташованої на кордоні тіла і хвоста спермія. Хвіст по всій довжині, за винятком кінцевій частині, оперезаний потрійний спіраллю. Спіральні елементи надають жгутику міцність, не позбавляючи його гнучкості. В області тіла вони мають мітохондріальне походження. У мітохондріях зосереджені ферменти гликолитического і окисного характеру, беруть участь у виробленні енергії для руху спер-Мієві.

Спермії покриває цитоплазматическая мембрана. Завдяки наявності в її складі сірковмісних амінокислот (цистин, цистеїн) вона стійка до протеолітичних ферментам, лужним і кислим розчинів.

Спермії мають рухливість, яка необхідна для досягнення ними місця запліднення і проникнення в глиб яйцеклітини.

Рух спрямовує здійснюється в результаті послідовних скорочень і розслаблень бічних фібрил. Ці рухи координуються імпульсами, які надходять через осьову нитку від проксимальної центріолі. В результаті хвіст спермия здійснює хлистообразние удари. При кожному ударі хвоста головка, володіючи нестійкістю в поперечному напрямку, робить поворот навколо осі, що забезпечує гвинтоподібне рух спермия по прямій лінії.

Швидкість поступального руху сперміїв залежить від температури, рН, в'язкості середовища та інших факторів. За оптимальних умов спермий рухається зі швидкістю 5-6 мм / хв.

Важлива особливість спрямовує - здатність до реотаксис, тобто орієнтованому руху проти струму рідини. Реотаксис відіграє велику роль у механізмі зближення сперміїв з яйцем.

Енергетика сперміїв

Головна відмінність сперміїв від інших клітин - їх здатність до енергійного, активного руху за рахунок енергії руху і гліколізу.

Спермії є факультативними анаеробами, тобто можуть жити і рухатися як у присутності кисню, так і в безкисневому середовищі.

Дихання - основний біохімічний процес, що забезпечує сперміїв необхідною енергією для руху. Близько 90% всієї енергії спермії отримують за рахунок дихання. У процесі дихання під впливом кисню окислюються вуглеводи, чи-піди, білки і жири.
Насамперед, окислюються прості цукру: фруктоза, глюкоза, потім інші речовини.

В результаті дихання утворюються вуглекислота, вода і аміак (при окисленні білків), і виділяється велика кількість енергії. При розпаді однієї грам-молекули фруктози виділяється 680 тис. малих калорій.

За відсутності кисню джерелом енергії є цукор (фруктоза і глюкоза), який засвоюється шляхом гліколізу та фруктоліза.

Кінцевим продуктом фруктоліза є молочна кислота. За рахунок фруктоліза спермії отримують близько 10% енергії. Таким чином, фруктоліз служить лише допоміжним джерелом енергії.

Дія факторів зовнішнього середовища на спермії

(температура, осмотичний тиск, рН середовища,

хімічні речовини, світло та ін)

Підвищення температури до 40 ° С помітно активізує сперміїв, але при цьому різко скорочується термін їх життя. При температурі 45 ° С спермії втрачають здатність до запліднення внаслідок інактивації ферментних систем, а при температурі 48 ° С гинуть.

Поступове зниження температури уповільнює рух сперміїв, оскільки гальмуються дихання і фруктоліз. При температурі 15 ° С рух стає коливальним, а після охолодження до 5 ° С воно припиняється (температурний анабіоз).

Спермії не забезпечені захисними засобами проти дії світла. Прямі сонячні промені вбивають їх за 20-40 хв. Несприятливий і сильний електричний світло. Розсіяний світло не має шкідливого впливу.

Свежеполученной сперма бика і барана має нейтральну або близьку до нейтральної (рН 6,7-7,0) реакцію, кнура і жеребця - слабощелочную (рН 7,2-7,6).

Накопичення водневих іонів гальмує процеси життєдіяльності сперміїв. При рН 6,3-6,4 настає кислотний анабіоз. Подальше збільшення кислотності викликає загибель сперміїв.

Зрушення рН в лужну сторону спочатку активізує сперміїв, але при рН 7,8-8,0 наступає їх загибель.

У сільськогосподарських тварин осмотичний тиск сперми знаходиться в межах від 7,6 до 9,0 атм. (695 кПа).

Спермії, поміщені в середу з меншим осмотичним тиском (гіпотонічні розчини), набухають, поміщені в середу з підвищеним осмотичним тиском (гіпертонічні розчини) - зморщуються; в тому і іншому випадках швидко настає їх загибель.

Іони електролітів, що знаходяться в плазмі і в самих сперміях, можуть чинити на сперміїв різноманітне дію: ущільнювати або розпушувати оболонку спермия; нейтралізувати електричний заряд; змінювати проникність мембран, гальмувати або, навпаки, активізувати метаболічні процеси.

Електроліти складаються з катіонів та аніонів. Одно-і двовалентні катіони істотно не змінюють виживаність сперміїв.

Аніони чинять сильніший вплив, ніж катіони, причому дія аніонів залежить від валентності. Аніони хлоридів розпушують оболонку спрямовує і руйнують ліпопротеі-ідний покрив. Аніони фосфатів, сульфатів, цитратів, навпаки, ущільнюють оболонку спрямовує і стабілізують електричний потенціал.

Більшість хімічних сполук для сперміїв токсичні. З неорганічних речовин особливо отруйні солі і оксиди важких металів (ртуть, свинець), оскільки вони бло - маркують ферментні системи сперміїв. Шкідливо діють на сперміїв окисли цинку, алюмінію, заліза, міді, срібла; тому в практиці штучного осіменіння користуються скляними, пластмасовими, хромованими, нікельованими інструментами.

Пари летких органічних речовин (лізол, креолін, скипидар, формалін, нашатирний спирт, ефір, йодоформ, ксероформ) згубно діють на сперміїв навіть на відстані.

Надзвичайно сильно діють на сперміїв детергенти (миючі засоби), неорганічні кислоти (сірчана, соляна, азотна), ряд органічних кислот (оцтова, молочна, масляна), окислювачі (йод, хлор, калію перманганат, перекис водню).

Температурний шок спрямовує і заходи його попередження

Якщо сперму швидко охолодити, то відбудеться загибель значної частини сперміїв. Таке явище носить назву «хо-лодовий шок сперміїв». Він починає проявлятися вже при охолодженні сперми від 40 ° С до 30 ° С, але найбільш виражений в діапазоні температур від +5 ° С до +15 ° С.

При холодовом шоці пошкоджуються мембрани спермия, мітохондрії, фібрили, порушується іонну рівновагу, синтез АТФ.

Найбільш ефективним захисним засобом від температурного шоку сперміїв є жовток курячого яйця. Механізм захисної дії жовтка полягає в тому, що міститься в ньому лецитин легко адсорбується на поверхні спермия, що робить цитоплазматическую мембрану більш міцною і менш піддається деформації при впливі різких температурних перепадів.

Додатковим засобом попередження температурного шоку сперміїв може служити повільне охолодження сперми до +2 ... +4 ° С, при цьому спермії встигають адаптуватися до більш низьких температур.

Природний і штучний анабіоз сперміїв

Нерухоме стан сперміїв, при якому вони зберігають життєздатність, називається анабіозом.

У хвості придатка насінники підтримується слабокисла реакція середовища (рН 6,3-6,4), завдяки чому спермії знаходяться в стані природного анабіозу.
Тривалого збереження життя сперміїв, крім цього, сприяють знижена температура, в'язкий секрет каналу придатка, щільне розташування сперміїв, рясне постачання поживними речовинами і швидке видалення продуктів метаболізму. У хвості придатка спермії зберігають рухливість до 2 місяців, здатність до запліднення - протягом 1 місяця.

Завдяки анабіозу витрата енергетичних ресурсів на процеси життєдіяльності сперміїв і накопичення продуктів метаболізму різко гальмуються, що збільшує термін їх життя поза організмом.

Це явище широко використовується в штучному заплідненні. Досить сказати, що всі існуючі способи короткочасного і тривалого зберігання сперми засновані на створенні і підтримці анабіозу. В даний час відомо кілька методів створення штучного анабіозу сперміїв:

- зниження температури до +2 ... +4 ° С;

- глибоке охолодження сперміїв (до -196 ° С);

- зниження рН сперми до 6,3-6,4 застосуванням органічних кислот (вугільна, лимонна та ін);

- застосування хімічних інгібіторів метаболічних процесів в сперміях (хелатон та ін.)

Макроскопічна оцінка сперми (обсяг, колір, запах, консистенція)

Оцінка якості свежеполученной сперми проводиться за кількома показниками. Визначають колір, запах, консистенцію і обсяг еякулята (табл. 1). Якщо який-небудь показник не відповідає нормі, еякулят вибраковують.

Оцінка якості свежеполученной сперми

Таблиця 1



Мікроскопічна оцінка сперми

(густота, активність, концентрація,

відсоток патологічних форм сперміїв)

Застосовують метод візуальної оцінки еякуляту по густоті. У цьому випадку сперму відносять до однієї з наступних категорій: густа, середня або рідкісна. До дослідження допускається сперма биків, кнурів і жеребців з оцінкою густа (Г) і середня (С), сперма баранів тільки густа (Г).

Оцінку на рухливість (активність) проводять у роздавленою краплі, для чого на чисте підігріте предметне скло наносять краплю свежеполученной сперми, накривають її покривним склом. Скло поміщається на електрообігрівальних столик, встановлений на предметному столику мікроскопа. Візуальну мікроскопічну оцінку проводять в затемненому

поле зору при збільшенні в 140 або 280 разів. При цьому визначають не активність окремих сперміїв, а відсоток сперміїв з прямолінійним поступальним рухом (ППД) у всьому полі зору мікроскопа. Результати оцінки виражають у балах. Прийнята 10-бальна оцінка, причому кожен бал відповідає 10% сперміїв з ППД.

  Свежеполученной сперма вважається придатною, якщо її рухливість: не менше 8 балів - для барана і бика, 7 балів - для кнура і 6 балів - для жеребця.

  Концентрація сперміїв визначається в кожному еякуляті, ці дані необхідні для розрахунку кратності розбавлення сперми, яка встановлюється з таким розрахунком, щоб у кожній дозі розведеної сперми було передбачене ГОСТом число сперміїв.

  Концентрацію сперміїв можна визначити кількома методами: підрахунком в камері Горяєва, по оптичному стандарту, за допомогою фотоелектроколориметра, електронним лічильником частинок.

  Досить точним методом визначення концентрації сперміїв є підрахунок в камері Горяєва. Однак він стомлює і вимагає багато часу - 15-20 хв. на оцінку кожного еякуляту. Тому в даний час він використовується лише як допоміжний. Застосування оптичного стандарту засноване на тому, що чим більше каламутність досліджуваної сперми, тим вище концентрація сперміїв. Цей метод легко і швидко виконаємо, але за точністю значно поступається прямим підрахунком сперміїв. Застосування фотоелектроколориметра (ФЕК-56 або КФК-2) дозволяє оцінити концентрацію сперміїв за 1-2 хв.

  Концентрація сперміїв визначається в млрд в 1 мл сперми. Допускається для використання сперма з наступного концентрацією: бика - 1-2 млрд / мл, барана - 2-4 млрд / мл, кнура і жеребця - 0,15-0,4 млрд / мл.

  Зміст патологічних форм сперміїв визначають періодично. На предметному склі до краплі сперми додають барвник (1-10%-ний водний або спиртовий розчин еозину) у співвідношенні 1:2 або 1:3. Суміш сперми з фарбою витримують 3-5 хв., Після чого роблять три мазка і переглядають їх під мікроскопом з імерсійною системою.

  Підраховують 100-200 сперміїв, виділяючи патологічні форми і визначаючи їх процентний вміст. До ненормальним форм відносять спермії зі зміненими головкою (зменшена, кругла, несиметрична, укорочена, асиметрична, загострена, подвійна, без чохла), шийкою (подвійна або ламана, нахилена до тіла), тілом (зігнуте, ламане, подвоєне, згорнуте) або хвостом (вигнутий, подвійний, з звитим і оголеним кінцем, скручений).

  Максимальний відсоток патологічних форм сперміїв: у барана - 14, бика - 18, кнура - 20, жеребця - 25. 
« Попередня Наступна »
= Перейти до змісту підручника =
 Інформація, релевантна "Фізіологія, біохімія і біофізика сперми"
  1. Б
      + + + Б список сильнодіючих лікарських засобів; група лікарських засобів, при призначенні, застосуванні і зберіганні яких слід дотримуватися обережності. До списку Б належать ліки, що містять алкалоїди та їх солі, снодійні, анестезуючі, жарознижуючі та серцеві засоби, сульфаніламіди, препарати статевих гормонів, лікарську сировину галенових і новогаленові препарати і
  2. В
      + + + Вагіна штучна (лат. vagina - піхва), прилад для отримання сперми від виробників сільськогосподарських тварин. Метод застосування В. і. заснований на використанні подразників статевого члена, замінюють природні подразники піхви самки, для нормального прояви рефлексу еякуляції. Такими подразниками в В. і. служать певна температура (40-42 {{?}} C) її стінок,
  3. М
      + + + Магнезія біла, те ж, що магнію карбонат основний. + + + Магнезія палена, те ж, що магнію окис. магнію карбонат основний (Magnesii subcarbonas; ФГ), магнезія біла, в'яжучий і антацидний засіб. Білий легкий порошок без запаху. Практично не розчиняється у воді, що не містить вуглекислоти, розчинний у розведених мінеральних кислотах. Застосовують зовнішньо як присипку, всередину -
  4. О
      + + + Обволікаючі засоби, см. Слизові кошти. + + + Знешкодження м'яса, см. Умовно придатне м'ясо. + + + Знезараження води, звільнення води від мікроорганізмів, патогенних для тварин і людини. Методи О. в.: Хлорування, кип'ятіння, озонування, знезараження ультрафіолетовими променями, ультразвуком, струмами високої частоти і ін Найчастіше застосовують хлорування води, використовуючи
  5. Э
      + + + Евботріоз (Eubothriosis), гельмінтоз лососевих, що викликається цестодами (Eubothrium crassum і Е. salvelini), що паразитують у кишечнику у виробників і молоді лосося, райдужної та озерної форелей. Реєструється в ставкових господарствах СРСР, а також країн Західної Європи та Північної Америки. Дорослі паразити довжиною 15-20 см, на головному кінці мають дві прісасивательние ямки, за допомогою яких
  6. А
      список А, група отруйних високо токсичних лікарських засобів, що передбачається Державною фармакопеєю СРСР; доповнюється і змінюється наказами Міністерства охорони здоров'я СРСР. При поводженні з цими лікарськими засобами необхідно дотримуватися особливої ??обережності. Медикаменти списку зберігаються в аптеках під замком в окремих шафах з написом «А - venena» (отруйні). Перед закриттям
  7. Г
      + + + Габітус (лат. habitus - зовнішність, зовнішність), зовнішній вигляд тварини в момент дослідження. Визначається сукупністю зовнішніх ознак, що характеризують статура, вгодованість, положення тіла, темперамент і конституцію. Розрізняють статура (будова кістяка і ступінь розвитку мускулатури): сильне, середнє, слабке. Вгодованість може бути гарною, задовільною,
  8. Д
      + + + Давенеідози (Davaineidoses), гельмінтози птахів, що викликаються цестодами сімейства давенеід. Серед них мають значення давенеози і райетіноеи. + + + Давенеоз (Davaineosis), гельмінтоз птахів, що викликається цестодами роду Davainea сімейства Davaineidae, що паразитують у кишечнику. Поширений повсюдно. Найбільший економічний збиток птахівництву заподіює Д. курей. Збудник Д. курей - D.
  9. И
      + + + Голкотерапія, акупунктура, чжень-цзю-терапія, метод лікування уколами за допомогою голок. Сутність І. полягає в рефлекторному впливі на функції органів з лікувальною метою різними за силою, характером і тривалості уколами. Кожна точка уколу пов'язана каналами (лініями) з певним органом. У тварин таких каналів 14 (рис. 1). Для І. користуються спеціальними голками (рис. 2).
  10. Н
      + + + Гній, цінне органічне добриво, що складається з екскрементів тварин, рідких відходів ферм і підстилкового матеріалу (солома, торф, тирса). Н. містить велику кількість мінеральних і органічних речовин, внесення яких в грунт підвищує її поживні властивості. Залежно від методу утримання тварин та системи збирання приміщення розрізняють Н. рідкий, напіврідкий і твердий. Рідкий
© medbib.in.ua - Медична Бібліотека