Движение спермиев
Спермии обладают способностью к быстрому движению в окружающей их жидкой среде. Органами движения являются тело и хвост. Тело во время движения остается прямым и служит опорой для хвоста, который делает частые сокращения, толкая спермия вперед. Волны сокращения хвоста следуют одна за другой, в результате чего хвост изгибается змееобразно. При этом головка спермия, имея неправильную, несколько косую и вогнутую форму вращается вокруг своей оси и как бы ввинчивается в жидкость. вращение спермия происходит вследствие спиральной исчерченности поверхности тела и хвоста. Благодаря вращению нормальный спермий продвигается вперед по прямой линии. Такое движение называется прямолинейно-поступательным.
У спермиев, ослабленных в результате долгого хранения, форма головки в результате набухания изменяется и они начинают двигаться по замкнутому кругу – манежное движение, или же только по колеблются на одном месте – колебательное движение.
Манежное движение радиусом большим длины спермия тоже называется – прямолинейно поступательным.
Скорость движения спермиев в большой степени зависит от окружающей среды. При температуре 38-400С спермии двигаются со скоростью 5-10 мм/минуту, а при 50С их движение прекращается.
4. Энергетические процессы в спермиях
На поддержание жизни и движения спермии расходуют энергию. источниками энергии в данном случае являются два биохимических процесса: дыхание и фруктолиз.
В энергетических процессах, происходящих в сперме, большая роль отводится АТФ, как переносчику энергии, выделившейся в результате дыхания или фруктолиза. Энергия эта переносится к сократительному белку спермия – спермозину, который при этом сокращается и хвост спермия приходит в движение.
Процесс дыхания сопровождается окислением углеводов, липидов (фосфатидов) и белков. При этом вначале окисляются моносахариды - фруктоза и глюкоза, а также молочная кислота, образующаяся при их распаде.
При наличии сахаров липиды и белки на дыхание почти не используются.
Второй группой веществ, расходуемых при дыхании, являются липиды (фосфатиды) – плазмоген и лецитин. В отличие от других животных в плазме жеребца на дыхание тратится некоторое количество белков, на что указывает накопление аммиака в процессе дыхания спермы.
При окислении моносахаридов фруктоза в конечном итоге расщепляется на до двуокиси углерода (СО2) и воды с выделением значительного количества энергии: С 6Н 12О6+6О2----6СО2+6Н2О+2846кДж. Такое количество энергии выделяется при распаде 1 моля (180 грамм) фруктозы.
Дыхание является основным энергетическим процессом для спермиев, от которого они получают 90% необходимой энергии. Этот сложнейший процесс происходит при участии ряда ферментов таких как цитохромоксидаза, карбоксилаза и др.
Дыхание спермиев, как и ряд других жизненных процессов усиливается при повышении температуры и ослабляется при ее понижении. При этом при повышении или понижении температуры на каждые 100С оно повышается или понижается в 2 раза.
Щелочная среда повышает интенсивность процессов дыхания, кислая – понижает.
Высокий уровень дыхания свидетельствует о хорошем качестве спермы и хорошей оплодотворяющей способности спермиев.
В практике интенсивность дыхания спермиев определяется по методу Н. П. Шергина с помощью метиленовой синьки.
Рассказ: в 100 мл 0,9% NаCl растворяют 100 мг метиленовой синьки, ставят на 3 дня. Затем из маточного раствора готовят рабочий – 1% (1:10). Оценка: обесцвечивание
- бык до 10 мин – хор, 11-30 мин-ср, более 30 – плохо;
- баран 7 8-12 12
Фруктолиз или гликолиз – это расщепление сахаров без участия кислорода. Этот процесс является вторым источником энергии для спермиев после дыхания. В результате фруктолиза выделяется в 20 раз меньше энергии, чем при дыхании на каждую грамм-молекулу фруктозы. Следовательно, фруктолиз является менее экономным процессом, чем дыхание.
Фруктоза (а также незначительное количество глюкозы, галактозы и других моносахаров) продуцируется в пузырьковидных железах быка и барана. Как фруктоза, так и другие моносахара способны проникать через оболочку цитоплазмы спермиев довольно быстро.
Поскольку в сперме хряка и жеребца почти нет сахара, то фруктолиз у этих животных практически отсутствует. Однако путем добавления сахаров к сперме этих животных установлено, что спермии их способны к фруктолизу. В связи с этим наличие или отсутствие фруктолиза, наряду с другими характерными признаками, позволяет различать 2 типа спермы с/х животных.
К первому типу принадлежит сперма быка, барана и козла. Указанные производители выделяют густую сперму, содержащую сахар и имеющую высокий уровень фруктолиза.
Ко второму типу относится сперма жеребца и хряка. Сильно разбавленная секретами придаточных половых желез. В ней отсутствует сахар, а следовательно отсутствует и фруктолиз.
Как уже сказано, фруктолиз является второстепенным источником энергии по сравнении с дыханием, но при отсутствии кислорода становится единственным энергетическим процессом.
Недостаток О2 может иметь место в глубине половых органов самки, особенно в яйцепроводах, а также при хранении спермы вне организма в узких сосудах. В последнем случае спермии дышат лишь в тонком поверхностном слое спермы, а в более глубоких слоях может наступать только фруктолиз. Чем гуще сперма, тем интенсивнее протекает в ней фруктолиз
В результате расщепления фруктозы при фруктолизе образуется молочная кислота и выделяется небольшое количество энергии:
С 6Н 12О6----2С 3 Н 6О3++129кДж.
Образующуюся молочную кислоту спермии выделяют через свою оболочку в окружающую среду. В половых путях самки выделенная молочная кислота попадает в слизь, контактируется со стенками половых путей, а затем, скорее всего всасывается в кровь. Совершенно иначе обстоит дело тогда, когда сперма содержится в стеклянном или пластмассовом сосуде. Здесь молочной кислоте всасываться некуда и она постепенно накапливается в большом количестве в плазме спермы. Чем выше температура окружающей среды и гуще сперма, тем интенсивнее идет это накопление.