25. Длительное хранение спермы при температуре -196 ºС в жидком азоте. Теоретические и практические основы замораживания спермы.

1912 год – первые сведения о замораживании биологических объектов, частично сохраняющих свои свойства после оттаивания.

Глубокое замораживание с сохранением биологической целостности и оплодотворяющей способности.

1947 год – способность спермиев выдерживать замораживание и сохранение оплодотворяющей способности.

Преимущества длительного хранения спермы при низких отрицательных температурах.

1. Неограниченно долгое сохранение спермы, что дает возможность более рационального использования ценных производителей. В этом случае устраняется сезонность использования производителей; в дикой природе рождение потомства всегда происходит весной или в ранний летний период. При одних и тех же показателях спермы оплодотворяющая способность спермы, полученной в разные периоды года, отличается, лучше – в то время, когда оплодотворение происходит в дикой среде;

2. Позволяет применить метод оценки быков по качеству потомства;

3. Высокая эффективность: при глубокой заморозке спермы отход составляет около 5%;

4. Легче транспортировать;

5. Экономия средств за счет ликвидации малоценных производителей;

6. Систематическое использование производителей положительно отражается на их здоровье.

Условия для внедрения методов длительного хранения спермы в жидком азоте в практику.

1. Наличие жидкого азота: наличие специальных генераторов, производительность 5-25 л / ч, вырабатывают азот из воздуха. Если такого генератора нет – станции по искусственному осеменению или племенные предприятия заключают договора с предприятиями, производящими жидкий азот;

2. Наличие сосудов для замораживания спермы;

3. Наличие стационарного хранилища для хранения замороженной спермы: ХБ – 0,5 (хранилище биологическое – 0,5 тонны), ХСЖА (хранилище стационарное для жидкого азота, тонна и более), КВ 6202 (емкость такая же). Использование этих сосудов позволяет хранить замороженную сперму без подзарядки жидким азотом около 3 месяцев. Сосуды типа СДП-6 – СДП-90 предназначены для стационарного хранения и транспортировки жидкого азота. Сосуды типа СДСТ или СДС – с более широкой горловиной;

4. Наличие контейнеров малой емкости на пункты по ИИ: СДС–6 – СДС-10.

Первые опыты по замораживанию спермы животных показали, что половые клетки очень чувствительны к низким температурам, и без дополнительных сред они погибают. Основная причина гибели спермиев при замораживании – механическое разрушающее действие кристаллов льда, образующееся при охлаждении как в плазме спермы, так и в самих клетках. Нарушается оболочка спермиев, в результате у них недостаточно гиалуронидазы.

В природе существует 2 вида замерзания. Кристаллическое замерзание, когда молекулы вещества распределяются в пространстве в определенном порядке (анизотропно). Происходит медленно, скачкообразно, со значительными молекулярными перемещениями. Стекловидное замерзание – когда молекулы вещества распределены в пространстве хаотично, изотропно, физические свойства такого тела одинаковы по всем направлениям. Происходит быстрее, при этом виде замерзания не отмечено значительных молекулярных перемещений. Биологически менее вредно.

В процессе замерзания сперма претерпевает три последовательных состояния:

1. Жидкое или полужидкое – при температуре около 0̊С;

2. Зона кристаллического замерзания – при температуре -40-60̊С;

3. Зона стекловидного замерзания – при температуре -150-273̊С.

Замораживание спермы целесообразно проводить таким образом, чтобы миновать вторую стадию или как-то нивелировать это состояние.

1. Быстрое охлаждение малых объемов спермы (0,5-1мл);

2. Замедленное трехступенчатое охлаждение разбавленной спермы глицериновой средой. ДМСО (диметил сульфоксид) – похожие свойства.

Причинами гибели спермиев при замораживании неразбавленной спермы являются:

1. Изменение концентрации солей, так как вода замерзает, а соли выпадают в осадок, и создается гипертоническая среда;

2. Переход мелких кристаллов в более крупные.

Для предохранения от гибели применяют глицерин или ДМСО.

1. Они перетягивают воду, и спермии переносят зону кристаллизации легче;

2. Переходят в твердое состояние значительно позднее, чем кристаллы воды. Сперма с глицерином замерзает при температуре -10 ̊С, без глицерина – при температуре -4,7̊С;

3. ???

4. Обладают высокой вязкостью