Вплив на сперміїв факторів довкілля
Застосовувана для штучного осіменіння сперма, перш ніж потрапити у статеві шляхи самки, витримується (зберігається) деякий час в умовах довкілля. Тут на спер-міїв можуть діяти різні фактори, які здатні сповільнювати або ж навіть порушувати процеси обміну речовин і як наслідок – живучість сперміїв, а отже і запліднююча здатність може чи то зберігатися, чи погіршуватися, чи, нарешті, втрачатися. Тому потрібно знати вимоги сперміїв до умов зовнішнього середовища.
Спермії мають напівпроникну оболонку і можуть існувати лише у порівняно вузько-му діапазоні концентрацій осмотично активних речовин у навколишньому середовищі.
Сперма різних тварин відрізняється між собою за вмістом у ній солей (електро-літів) та органічних сполук (неелектролітів). Виживання сперміїв у значній мірі зале-жить від співвідношення у спермі електролітів та неелектролітів. У чистих розчинах солей чи цукрів воно звичайно гірше, ніж у їх сумішках.
Наявні у плазмі сперми солі розпадаються на позитивно заряджені іони металів (катіони) та від’ємно заряджені кислотні лишки (аніони). Одновалентні катіони (ка-лію, натрію) не проявляють негативного впливу на спермії, а дво- і тривалентні каті-
Розділ 4
они (кальцію, магнію) знімають електричний заряд і викликають аглютинацію спер-міїв. Аніони слабо дисоційованих кислот зміцнюють оболонку сперміїв, тоді як аніон хлору руйнує її і вкорочує виживання сперміїв.
|
|
|
Високе виживання сперміїв у придатку сім’яника у значній мірі зв’язане з низь-ким вмістом тут електролітів. Збільшення їх вмісту у спермі під час еякуляції су-проводжується зниженням живучості сперміїв. Чим сильніше сперма розріджена се-кретами додаткових залоз, тобто, чим вищий у ній вміст електролітів, тим швидше спермії гинуть.
Розчинені у плазмі сперми органічні речовини та солі проявляють на спермії пев-ний осмотичний тиск. При цьому неорганічні речовини, що звичайно розпадаються на йони, проявляють більший тиск, ніж органічні, які перебувають у розчині у вигляді цільних молекул.
Величину осмотичного тиску звичайно виражають терміном “депресія”, тобто рівнем зниження точки замерзання розчину у порівнянні з дистильованою водою, в градусах, паскалях (Па) чи атмосферах. У бугая, наприклад, вона складає 0,591º (4,812–9,42 атм. чи 0,94 кПа), барана – 0,644° (5,05–11,0 атм чи 1,02 кПа), кнура – 0,617° (6,17–9,20 атм. чи 0,93 кПа), жеребця – 0,56° (3,75–8,59 атм. чи 0,93 кПа).
При зберіганні сперми поза організмом внаслідок накопичення продуктів обміну речовин змінюється її осмотичний тиск, що позначається на живучості сперміїв. Най-краще вони виживають у середовищах, осмотичний тиск яких на оболонку спермія зрівноважується з тиском розчинених у них речовин. Такі розчини називають ізото-нічними. Якщо спермії помістити у середовище з нижчим осмотичним тиском, тобто гіпотонічне, або звичайну воду, то вони швидко набухають і гинуть внаслідок високо-го внутрішньоклітинного тиску; при цьому їх хвостики закручуються кільцеподібно.
|
|
|
| 2 4 |
|
|
|
На підставі проведених розрахунків та кріоcкопічної перевірки встановлено, що ізотонічними розчинами глюкози для сперми барана є 6,4 %-ний, бугая та кнура – 6,
Сперма. Фізіологія та біохімія сперми
жеребця – 7,2, кроля – 5,4, пса – 8 %-й. Ізотонічними для сперми ссавців є також 1 %-й розчин хлористого натрію, 2,8 %-й розчин цитратунатрію, для сперми кнура – 3,7 %-й розчин желатину.
При проведенні штучного осіменіння слід користуватися лише ізотонічними роз-чинами, уникати попадання у сперму води, оберігати її від підсихання.
Реакція середовища. Як відомо, наявні у спермі ферментні системи вимагають для своєї активності відповідної реакції. У кислому середовищі їх активність, а отже, і рухливість сперміїв гальмується, а в лужному, навпаки, активується.
Для визначення ступеню кислотності користуються показником рН. Це від’ємний десятинний логарифм кількості водневих йонів в 1л сперми, тобто рН–LgН. Він може бути виражений цифрами від 0 до 14. Підвищення чи зниження рН на одиницю озна-чає зменшення чи збільшення кислотності у 10 разів, на 3 – у 100 разів; свіжоодержа-на сперма бугая має рН біля 6,5–6,7, барана – 7,08, жеребця – 7,23, кнура – 7,57.
|
|
|
При зберіганні сперми реакція її поступовозмінюється у бугая і барана – у кислий, кнура та жеребця – у лужний бік. У кислому середовищі рухливість сперміїв галь-мується, а в лужному активується. Проте живучість сперміїв залежить не лише від величини рН, а й від того, якою кислотою обумовлені його зміни, здатністю цієї кис-лоти проникати всередину спермія. Оболонка живих сперміїв, що майже непроникна для вільних йонів водню, легко пропускає недисоційовані молекули слабких кислот. Проникнувши у клітину, молекули цих кислот розпадаються на іони і підкислюють внутрішньоклітинне середовище. Органічні кислоти (молочна, оцтова, янтарна, мас-ляна та ін.) у розчинах не піддаються дисоціації, а проникають крізь ліпопротеїдну оболонку спермія і лише тоді розкладаються на іони, підкислюючи внутрішньоклі-тинне середовище і гальмуючи обмін речовин. Тому навіть у малій концентрації вони гальмують рухливість сперміїв.
Неорганічні кислоти (соляна, сірчана, фосфорна та ін.) у розчинах повністю дисо-ціюють на вільні йони, які не проникають крізь оболонку спермія, тому навіть у зна-чних концентраціях (при рН 4,1) вони не позначаються на їх рухливості, тоді як слаб-кі органічні кислоти (наприклад молочна) знижують їх рух уже при рН 6,0 (В. K. Ми-лованов).
Буферність сперми. Різкі коливання концентрації водневих йонів несприятливо позначаються на виживанні сперміїв, проте у процесі філогенезу в організмі виро-билися специфічні пристосування у вигляді буферних систем, які пом’якшують ці коливання кислотності чи лужності. Так, у плазмі сперми ссавців є значні концен-трації слабо дисоційованих кислот (лимонної, фосфорної, вугільної), які, віддаючи свій метал сильно дисоційованій кислоті, перетворюють її на сіль і нейтралізують кислотність. Вивільнювані ж при цьому слабкі кислоти дають набагато менше водне-вих йонів, ніж сильні. Крім того, при наявності значної кількості лугу, вони здатні від-давати водень, нейтралізуючи цим гідроксильні йони (OH). Тому солі слабких кислот є буферами сперми.
Буферними властивостями володіють також білки сперми, оскільки вони здатні зв’язувати кислоти та лужні речовини.
Розділ 4
При розрідженні сперми концентрація наявних у ній солей зменшується, у зв’язку з чим знижується буферність середовища.
Зміни рН сперми бугая та барана у межах 6,5–7 нешкідливі для сперміїв, тоді як вихід за ці межі негативно позначається на їх життєвості. Для підтримання рН у межах 6,5–7 до сперми додають буферні розчини солей слабких кислот – цитратів чи фосфатів.
Вплив температури. Виживання сперміїв у зовнішньому середовищі у значній мірі залежить від температури зберігання сперми. Як уже повідомлялося, формуван-ня і дозрівання сперміїв відбувається при температурі, що на 3–4° нижча температури тіла. У придаткусім’яника вони можуть зберігатися у стані анабіозубіля двохмісяців, а після змішування з секретами додаткових статевих залоз та активування життєвих процесів спермії гинуть при температурі тіла протягом декількох годин. Підігрівання сперміїв до 42 °С викликає швидку втрату ними рухливості та запліднюючої здатнос-ті, а при 48 ºC вони гинуть внаслідок коагуляції білка.
При зниженні температури рухливість сперміїв сповільнюється, біля 0 ºC у них на-ступає стан анабіозу, при якому зупиняється рухливість, загальмовуються обмінні про-цеси, внаслідок чого збільшується виживання сперміїв. У стані глибокого анабіозу при температурі мінус 196 °С вони можуть зберігатися роками, поновлюючи свою рухли-вість та запліднюючу здатність після розморожування, якщо ж спермії раптово охоло-джувати від 20 ºC до 0° або навіть від 38° до 20 ºC, то у них наступає “холодовий удар” (температурний шок), внаслідок якого гине більша частина чи навіть усі спермії.
Механізм пошкоджуючої дії холодового шоку остаточно не з’ясований. Вважа-ють, що під впливомхолодового удару у сперміїв пошкоджується акрозома, цитоплаз-матичні мембрани, про що свідчить вихід електролітів та ферментів у навколишнє середовище. Акрозома втрачає свої специфічні фосфоліпіди. Ф. І. Осташко приписує важливу роль у механізмі шоку осмотичним та дифузним процесам. Щоб уникнути холодового удару слід суворо дотримуватися рекомендованого температурного режи-му у приміщеннях, де працюють зі спермою; застосовувані інструменти, розчини, середовища повинні бути теплими; одержана сперма не повинна піддаватися різкому охолодженню. У середовища для розрідження сперми вводять жовток курячого яйця, ліпідні компоненти якого (ліпопротеїн, лецитин, фосфоліпіди) нашаровуються захис-ним шаром на поверхні сперміїв і захищають їх від температурного шоку.
Вплив світла. У статевих органах самця та самки спермії ніколи не піддаються впливу світла, тому у них не виробилося будь-яких захисних пристосувань щодо ньо-го. Хоча у далекому минулому спермії ссавців були пристосовані до виживання у вод-ному середовищі та дії розсіяних сонячних променів.
Ця риса у якійсь мірі збереглася у сперміїв ссавців – розсіяне світло не діє на них негативно. Що ж стосується прямих сонячних променів, то ультрафіолетова їх части-на, активізуючи хімічні процеси, прискорює накопичення токсичних продуктів обміну речовин, а інфрачервоні промені проявляють негативний вплив через тепловий ефект.
Шкідливим для сперміїв є також яскраве електричне світло. Тому слід оберігати сперму від прямих сонячних променів, працюючи з нею при неяскравому освітленні;
Сперма. Фізіологія та біохімія сперми
бажано, щоб стекла у вікнах лабораторії, а також електричні лампочки були матови-ми. У крайньому випадку на вікнах чіпляють марлеві чи поліетиленові занавіски. При осіменінні тварин на відкритому повітрі флакони, ампули, пакети зі спермою, піпетки для осіменіння слід накривати марлевими серветками.
Вплив хімічних речовин. У природних умовах спермії зустрічаються з обмеженою кількістю речовин, наявних в організмі у фізіологічних концентраціях. При штучно-му осіменінні змінюється кількість цих речовин та їх якість. Широко застосовують тут миючі, дезінфікуючі та лікарські речовини. Спермії дуже чутливі до дії різних хімічних речовин – лізолу, креоліну, формаліну, скипидару, марганцевокислого ка-лію, нашатирного спирту, сулеми, ефіру, лугів, оцтової кислоти, окислів міді, заліза, срібла, нікотину та ін. Мінімальні їх кількості, навіть запах, шкідливі для сперміїв. Тому категорично заборонено зберігати ці речовини на племпідприємствах і пунк-тах штучного осіменіння або ж влаштовувати пункти поблизу ветеринарних установ. Всі інструменти, з якими стикаються спермії, повинні бути скляними, а металеві (на-приклад піхвові дзеркала) повинні бути нікельованими. Миття та стерилізація по-суду, інструментів і приладів слід проводити у ємностях з неокислюваних металів чи з антикорозійними покриттями (емалі, нікель і т. п.). Не дозволяється зберігати у лабораторії та поблизу неї сторонні речовини, особливо медикаменти та деззасоби. Токсичними для сперміїв є також окремі сорти гуми, в тому числі гумові камери, дистильована вода, поліетиленові прилади, а також вазелін, що застосовується для змащування штучних вагін.
Тому для дезінфекції приміщень племпідприємств та пункту штучного осіменін-ня користуються лише такими засобами, які не мають запаху (їдкий нагрій, свіжо згашене вапно), а для стерилізації інструментів та матеріалів користуються кип’ятін-ням, автоклавуванням, сухим жаром і, як виняток, чистим спиртом – ректифікатом, пам’ятаючи, що навіть у 0,5 %-й концентрації він згубно діє на спермії.
Вплив мікробного та грибкового забруднення. Одержана від плідників сперма дуже часто буває забруднена мікроорганізмами та грибами, які попадають сюди із сечівника та з довкілля. Суттєвим джерелом мікробного забруднення сперми кнурів є дивертикул препуція. Як довели І. Г. Мороз та М. М. Рязанський, дивертикулоектомія у кнурів знижує мікробне забруднення у них сперми, підвищує заплідненість та пло-дючість свиноматок.
Ступінь мікробного забруднення сперми залежить від здоров’я плідника, його гігієнічного стану, чистоти штучної вагіни, манежу, лабораторії, терміну зберігання сперми та багатьох інших факторів.
У 1 мл сперми бугаїв, що утримувалися у поганих гігієнічних умовах, П. Мари-нов виявляв до 230 млн мікроорганізмів, а в 1 см3 повітря приміщень пунктів штуч-ного осіменіння – до 2,6 млн мікроорганізмів. У спермі виявляється як сапрофітна, непатогенна мікрофлора, так і патогенна, протозої та рікеції. Попадаючи у сперму мікроорганізми не лише конкурують зі сперміями за поживні речовини, діють на них несприятливо продуктами свого обміну, а й руйнують їх оболонки та перфораторій
Розділ 4
(Г. В. Звєрєва і Л. А. Чорномаз; Г. В. Звєрєва та В. А. Яблонський). Через штучне осі-меніння забрудненою спермою можуть передаватися такі захворювання, як трихо-моноз, вібріоз, бруцельоз, лептоспіроз, ящур та ін. Осіменіння тварин інфікованою спермою може бути причиною ендометритів та різного виду ембріопатій.
Для боротьби з мікрофлорою сперми застосовують різні антимікробні препарати, але, по-перше, видовий склад мікрофлори дуже багатий, а, по-друге, усі антимікробні засоби діють не лише на мікроорганізми, а й на спермії, тому застосовувати їх слід дуже обережно.
Г. В. Звєрєва та А. М. Репко встановили, що у свіжій та збереженій спермі, поряд з бактеріями, зустрічається до 21 виду грибів, які володіють патогенними та токсич-ними властивостями. Такі патогенні гриби, як Candida albicans, Aspergillus fumigatus, Lichtheimia corymbifera сприяють виникненню ендометритів у корів, а при настанні вагітності викликають загибель ембріонів та плодів. Тому особливу увагу слід зверта-ти на чистоту приміщень та стерильність застосовуваних інструментів та матеріалів. Дозволяється використовувати для осіменіння тварин сперму з вмістом у ній до 5 тис. мікробних тіл, вільну від патогенної мікрофлори та синьогнійної палички, а вміст ін-ших мікробних тіл у ній не повинен перевищувати 5 тис. Колі-титр такої сперми бугая не повинен перевищувати 0,3.
Дата добавления: 2016-01-04; просмотров: 25; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!