2. Содержание сахара и образование молочной кислоты в сперме животных, мг/100 мл

Производитель	Количество сахара в свежей сперме		Распад 24 ч при 20ºС	Количество молочной кислоты, образующейся за 24 ч
	фруктоза	глюкоза
Бык Баран Хряк Жеребец	540 442 22 5	73 43 26 25	126 149 2,7 2,8	227 75 1,2 0,4

В свою очередь фосфоглицериновый альдегид под влиянием фермента дегидрогеназы и кофермента ди-фосфопиридинового нуклеотида (ДПН) окисляется путем выделения водорода в двуфосфоглицериновую кислоту. При этом последовательно выделяется энергия, необходимая для образования из АДФ четырех частиц АТФ. Следовательно, добавляется две частицы АТФ. Выделившийся при окислении альдегида водород переносится с помощью ДПН на пировиноградную кислоту, превращая ее в молочную. Молочная кислота хорошо диссоциирует на ионы. Но имеющиеся в сперме буферные системы связывают их, и поэтому действие кислоты проявляется только при значительном ее накоплении. При этом происходит сначала снижение подвижности спермиев, а затем полное прекращение подвижности. Повышением температуры или подщелачиванием спермы можно восстановить подвижность половых клеток. Но чем выше кислотность спермы, тем выше должна быть температура для перевода спермиев в активное состояние. При рН 4,5 только повышением температуры нельзя вывести спермиев из анабиоза; необходимо одновременное увеличение температуры и подщелачивание среды. В результате длительного воздействия молочной кислоты спермин погибают.

При наличии кислорода в среде спермин могут использовать для дыхания часть лактатаиона молочной кислоты, образовавшейся в процессе гликолиза. Однако дыхание не может предотвратить накопление молочной кислоты даже при содержании в атмосфере чистого кислорода.

Скорость гликолиза в сперме может быть определена прямым количественным измерением поглощенного сахара или косвенным путем – по образованию конечных кислых продуктов посредством учета количества углекислого газа. Чаще используется первый путь, т. е. определение индекса фруктолиза, предложенного Т. Манном (1948). Индекс фруктолиза – это количество фруктозы (в мг), использованной 1 млрд. спермиев в течение 1 ч инкубации при 37°С в условиях, близких к анаэробным. Сперма хорошего качества имеет индекс фруктолиза 1,4-2 мг на 109 спермиев в час.

Дыхание является важным биохимическим процессом, обеспечивающим спермиев необходимой энергией Для их движения. Дыхание характерно для спермы всех сельскохозяйственных животных, но для спермиев хряка и жеребца – это основной энергетический процесс. Дыхание описывается следующим уравнением: сахар (С₆Н₁₂0₆) + кислород (60₂) —» двуокись углерода (6С0₂) + вода (6Н₂О) + энергия (670 ккал).

Дыхание может происходить только в верхнем слое спермы, куда проникает кислород. В сперму барана кислород проникает на глубину до 1,5 мм, в сперму жеребца – до 10 мм. Повышение температуры на 10°С усиливает интенсивность дыхания в 2-2,5 раза; при температуре, близкой к 0°С, дыхание проявляется очень слабо. Изменение реакции среды в сторону щелочности усиливает этот процесс, понижение рН – тормозит его.

Процесс дыхания состоит из ряда последовательных реакций. Протекают они с участием ферментов, усваивающих кислород из воздуха, таких, как флавопротеины и железосодержащие цитохромы. Как и при гликолизе, вначале идет распад фруктозы, но заканчивается он образованием уксусной кислоты, а не молочной. Проникая внутрь митохондрий, уксусная кислота вступает в реакцию с имеющейся там щавелево-уксусной кислотой с образованием лимонной кислоты.

Лимонная кислота - важнейший продукт трикарбонового цикла (цикла Кребса). Под влиянием фермента аконитазы она превращается в изо лимонную. Изолимонная кислота теряет молекулу водорода (дегидрируется) и превращается в щавелево-янтарную. Отщепившийся водород при помощи окислительно-восстановительных ферментов переносится к кислороду. Образуется молекула воды - один из конечных продуктов аэробного распада углевода.

Щавелево-янтарная кислота подвергается декарбоксилированию. Образуется молекула углекислого газа -второго конечного продукта окислительного распада. Затем идет последовательное разложение и образование щавелево-янтарной, кетоглютаровой, янтарной, фумаровой, яблочной и, наконец, щавелево-уксусной кислоты. При многократном окислении и превращении кислоты каждый раз образуется три молекулы АТФ. В итоге из одной молекулы фруктозы может образоваться до 38 частиц АТФ.

В процессе дыхания помимо глюкозы и фруктозы могут быть использованы соли пировиноградной, молочной, щавелево-уксусной, лимонной и других кислот. Кроме того, возможно использование и жиров. При окислении их жирные кислоты постепенно отщепляют от себя молекулы уксусной кислоты, которые включаются в цикл Кребса. Содержащийся в сперме сорбит может окислиться во фруктозу и затем использоваться в энергетическом процессе.

При дыхании в атмосфере чистого кислорода может образоваться перекись водорода. Этот продукт вреден для спермиев. Каталаза разлагает перекись водорода, при этом сперма обогащается кислородом.

Интенсивность дыхания в сперме определяется путем учета потребленного кислорода в микрореспирометрах или выделенного углекислого газа в манометрах типа Варбурга и Баркрофта и косвенным путем – по скорости обесцвечивания метиленовой сини.