Энергетика спермиев

Главное отличие спермиев от других клеток – их способ­ность к энергичному, активному движению за счет энергии движения и гликолиза.

Спермии являются факультативными анаэробами, т.е. могут жить и двигаться как в присутствии кислорода, так и в бескислородной среде.

Дыхание – основной биохимический процесс, обеспечи­вающий спермиев необходимой энергией для движения. Около 90% всей энергии спермии получают за счет дыхания. В процес­се дыхания под влиянием кислорода окисляются углеводы, ли-пиды, белки и жиры. Прежде всего, окисляются простые сахара: фруктоза, глюкоза, затем другие вещества.

В результате дыхания образуются углекислота, вода и ам­миак (при окислении белков), и выделяется большое количество энергии. При распаде одной грамм-молекулы фруктозы выделя­ется 680 тыс. малых калорий.

При отсутствии кислорода источником энергии является сахар (фруктоза и глюкоза), который усваивается путем глико­лиза и фруктолиза.

Конечным продуктом фруктолиза является молочная ки­слота. За счет фруктолиза спермии получают около 10% энер­гии. Таким образом, фруктолиз служит лишь вспомогательным источником энергии.

Действие факторов внешней среды на спермии (температура, осмотическое давление, рН среды, химические вещества, свет и др.)

Повышение температуры до 40°С заметно активизирует спермиев, но при этом резко сокращается срок их жизни. При температуре 45°С спермии утрачивают оплодотворяющую спо­собность вследствие инактивации ферментных систем, а при температуре 48°С погибают.

Постепенное понижение температуры замедляет движе­ние спермиев, поскольку тормозятся дыхание и фруктолиз. При температуре 15°С движение становится колебательным, а после охлаждения до 5°С оно прекращается (температурный анабиоз).

- 51 -

Спермии не обеспечены защитными средствами против дей­ствия света. Прямые солнечные лучи убивают их за 20-40 мин. Не­благоприятен и сильный электрический свет. Рассеянный свет не оказывает вредного воздействия.

Свежеполученная сперма быка и барана имеет нейтраль­ную или близкую к нейтральной (рН 6,7-7,0) реакцию, хряка и жеребца – слабощелочную (рН 7,2-7,6).

Накопление водородных ионов тормозит процессы жизне­деятельности спермиев. При рН 6,3-6,4 наступает кислотный анабиоз. Дальнейшее увеличение кислотности вызывает гибель спермиев.

Сдвиг рН в щелочную сторону вначале активизирует спермиев, но при рН 7,8-8,0 наступает их гибель.

У сельскохозяйственных животных осмотическое давле­ние спермы находится в пределах от 7,6 до 9,0 атм. (695 кПа).

Спермии, помещённые в среду с меньшим осмотическим давлением (гипотонические растворы), набухают, помещенные в среду с повышенным осмотическим давлением (гипертониче­ские растворы) – сморщиваются; в том и другом случаях быстро наступает их гибель.

Ионы электролитов, находящиеся в плазме и в самих спермиях, могут оказывать на спермиев разнообразное дейст­вие: уплотнять или разрыхлять оболочку спермия; нейтрализо­вать электрический заряд; изменять проницаемость мембран, тормозить или, наоборот, активизировать метаболические про­цессы.

Электролиты состоят из катионов и анионов. Одно- и двухвалентные катионы существенно не изменяют выживае­мость спермиев.

Анионы оказывают более сильное влияние, чем катионы, причем действие анионов зависит от валентности. Анионы хло­ридов разрыхляют оболочку спермиев и разрушают липопроте-идный покров. Анионы фосфатов, сульфатов, цитратов, наобо­рот, уплотняют оболочку спермиев и стабилизируют электриче­ский потенциал.

Большинство химических соединений для спермиев ток­сичны. Из неорганических веществ особенно ядовиты соли и окислы тяжелых металлов (ртуть, свинец), поскольку они бло-- 52 -

кируют ферментные системы спермиев. Вредно действуют на спермиев окислы цинка, алюминия, железа, меди, серебра; по­этому в практике искусственного осеменения пользуются стек­лянными, пластмассовыми, хромированными, никелированны­ми инструментами.

Пары летучих органических веществ (лизол, креолин, скипидар, формалин, нашатырный спирт, эфир, йодоформ, ксе­роформ) губительно действуют на спермиев даже на расстоя­нии.

Чрезвычайно сильно действуют на спермиев детергенты (моющие средства), неорганические кислоты (серная, соляная, азотная), ряд органических кислот (уксусная, молочная, масля­ная), окислители (йод, хлор, калия перманганат, перекись водо­рода).