12. Биологические свойства спермы

Действие света на спермии

Спермии – факультативные анаэробы. Прозрачные, в них отсутствуют какие-либо пигменты, которые защищают клетки от негативного влияния солнечных лучей. Спермии погибают в течение 30-40 минут от воздействия прямых солнечных лучей. Наиболее губительным свойством обладают УФ лучи. Рассеянный свет не оказывает влияния на спермии. Поэтому окна на племпредприятиях закрываются шторами. Свет от искусственных источников света не оказывает отрицательного действия на половые клетки.

Действие температуры

При более высокой температуре обменные процессы ускоряются, увеличивается число токсических веществ. При снижении температуры обменные процессы замедляются, количество токсинов снижается.

Положительная температура

Оптимальный уровень +40 ̊С, но при этом быстро расходуются питательные вещества и быстро накапливаются токсины, спермии погибают.

3 зоны:

+48-+50 ̊С

Спермии погибают, происходит потеря способности к прямолинейно-поступательному движению, происходит разрушение белков.

+47-+45 ̊С

Сохраняют способность к движению, но происходит разрушение акросомы. Ферменты выходят за пределы половых клеток, оплодотворения не происходит.

+25-+40 ̊С

Нет вредного влияния. Но быстро накапливается молочная кислота, оксид углерода, аммиак.

Температурный шок /температурный удар: при попадании спермиев после получения спермы в температуры ниже +18 ̊С. В момент выделения спермы происходит активация гликолитического центра, интенсивно проявляются обменные процессы. При температуре ниже 18 ̊С входящий в состав спермы плазмологен переходит в твердое состояние, развивается несоответствие. Большая часть половых клеток погибает. Поэтому в состав искусственных сред, если планируется хранение спермы при низких положительных или отрицательных температурах вводят лецитин – фосфолипид с температурой затвердевания ниже, чем у плазмологена.

Отрицательные температуры:

5 зон:

• Зона высокой метаболической активности (+40 - +25 ̊С);

• Зона неполгного анабиоооза (+25 - 0 ̊С). Снижение обменных процессов примерно в 10 раз;

• Зона кристаллизации охлажденной и переохлажденной воды внутри клеток и вне (0 - -80̊С). Метаболизм протекает на более низком уровне, по отношению к оптимальному ниже на 10¹³ раз;

• Зона кристаллизации связанной и адсорбированной воды (-80 - -150 ̊С). Все клетки погибают;

• Отсутствие кристаллизационных и рекристаллизационных процессов, зона квантовых реакций (-150 - -273 ̊С).

13. Способы определения изотоничности растворов

Осмос и осмотическое давление

Осмос – движение растворенных частиц через полупроницаемую мембрану или между растворами разной концентрации или между растворителем и растворяемой жидкостью.

Осмотическое давление – давление, при котором происходит осмос. Выражается в атмосферах.

Величина осмотического давления в среднем (в половых клетках, плазме и т.д.) = 7 атм. (6,95 атм.).

1. Изотоническая среда: количество растворенных веществ в спермии = количеству растворенных веществ за его пределами.

2. Гипотоническая среда: количество растворенных веществ в спермии выше, в плазме ниже.

3. Гипертоническая среда: количество растворенных веществ в плазме выше, в спермии ниже.

Правила приготовления искусственных сред:

1. Растворитель – дистиллированная или бидистиллированная вода;

2. Все компоненты строго взвешивают.

2 подхода:

1. Изотоничность приготовленного раствора можно определить криоскопически. Используют термометр Бекмана;

2. Биологический способ (оптимальный, более точный).

Криоскопический способ расчета

В биологии для расчета осмотического давления используется «депрессия». Депрессия – разница между точками замерзания дистиллированной воды и биологического объекта.

Дистиллированная вода переходит в твердое состояние при температуре -4,72 ̊С. Точка замерзания спермы = -4,12 ̊С. Величина депрессии = 0,60 (для быка). У барана 0, 64, жеребец 0, 57, хряк 0,62.

Если взять 1 г/мол (грамм-молекулу) любого вещества и растворить её в 22, 4 л дистиллированной воды, величина давления = 1 атм.

Если взять 1 г/мол любого вещества, растворить в 1 л дистиллированной воды, то величина давления будет = 22,4 атм.

Если 1 г/мол любого вещества растворить в 1 литре ??, то величина депрессии будет = -1,86 ̊

Расчет изотоничности для углеводов.

C₆H₁₂O₆: 6*12 + 12 + 16*6 = 180 (молярная масса)

180 г – 22,4 атм. (давление 180 г глюкозы) 7 атм. – давление половой клетки.

Чтобы получить изотонический раствор глюкозы, нужно взять 60 г глюкозы (т.е. 6% раствор).

180 г - -1,86 ̊ (депрессия 180г глюкозы в 1 литре воды)

Депрессия половой клетки = -0,57.

Чтобы получить изотоничный раствор, нужно взять примерно 60 г глюкозы (т.е. 6% раствор).

Расчет изотоничности для электролитов.

При этом учитывается I (коэффициент изотоничности) – указывает, на какое количество ионов диссоциирует данный электролит.

NaCl. Диссоциация на Na⁺ и Cl^-. Коэффициент изотоничности (i) = 2

Чем на большее количество ионов диссоциирует данное вещество, тем выше величина депрессии.

NaCl. Молярная масса = 23+35 = 58

58 г – 22,4 атм.

Х = 7 атм.

Х = 19г (количество растворяемого вещества), т.е. 1,9% раствор.

19/i = 9,5 (так как депрессия зависит от коэффициента изотоничности.

Биологический метод

Базируется на криоскопическом методе, после соответствующих выполненных расчетов в штатив устанавливают 7 чистых теплых пробирок. 1 мл 0,95% раствора хлорида натрия добавляют в среднюю пробирку, столько же к изучаемой сперме. В правую пробирку от средней наливается 0,94% раствор, в следующие 0,93 и 0,92%. Влево: 0,96, 0,97, 0,98%. Определяют активность спермы, штатив помещают в температуру +2-4 ̊С. Определяют активность спермы в растворах с разной концентрацией. Вычисляют тот, в котором активность выше всего.

На теплое предметное стекло с промежутком в 1 см наносят 3 капли спермы. К 1й добавляется дистиллированная вода, ко второй 1% раствора хлорида натрия, к третьей капле 3% раствор. Смотрят, в котором спермии дольше живут.