Навч.посібник Акушерство, гінекологія та штучне осіменіння с.г. тварин, Харута, 2013

руку, стають правіше і ззаду від підставної тварини (опудала), уважно стежачи за плідником. Після зістрибування плідника технік утримує вагіну під кутом 35–45° до горизонтальної лінії спермоприймачем вгору, а лівою рукою через шкіру препуція статевий член спрямовує в отвір штучної вагіни. Після парувального поштовху і еякуляції штучну вагіну опускають спермоприймачем донизу. Потім спермоприймач від’єднують та через віконце передають у лабораторію.

Особливістю техніки отримання сперми від баранів і цапів є те, що сперму беруть стаючи біля підставної тварини на коліно або облаштовують спеціальний станок чи яму.

У жеребця парувальні рухи і еякуляція продовжуються кілька хвилин, а після закінчення еякуляції штучну вагіну поступово опускають донизу спермоприймачем, випускають зі неї повітря та знімають зі статевого члена.

Для отримання сперми у кнурів вагіну закріплюють у спеціальному фіксаторі опудала. Допомога техніка при садці, як правило, не потрібна; технік лише стежить, щоб не знизився тиск у штучній вагіні. У деяких випадках доводиться обережно спрямовувати член кнура в отвір штучної вагіни.

Крім цього, широко застосовують мануальний метод отримання сперми у кнурів (рис. 7).

Рис. 7. Отримання сперми у кнура мануальним методом

71

Для отримання сперми у півнів використовують метод масажу та електроеякуляції. Масаж живота та поперекової частини спини роблять одночасно двома руками. Після підняття хвоста у півня технік стискує пальцями клоаку та отримує сперму в спермоприймач.

Для отримання сперми методом електроеякуляції один електрод у вигляді добре відшліфованого наконечника вводять у клоаку, а другий (голчастий) – в епідерміс шкіри в ділянці поздовжньої кістки.

2.10. ФІЗІОЛОГІЯ І БІОХІМІЯ СПЕРМИ

Сперма – продукт сім’яників та придаткових статевих залоз, що виділяється під час еякуляції і складається зі сперміїв і плазми.

Співвідношення між об’ємом сперміїв і рідкою частиною сперми (плазмою) у різних видів самців різне, що, в першу чергу, залежить від розвитку придаткових статевих залоз. Так, бугай і баран виділяють невеликий об’єм еякуляту, де спермії займають 30 %, з незначним вмістом секрету придаткових статевих залоз. Тоді як кнур і жеребець виділяють великий об’єм еякуляту з незначним вмістом сперміїв (2–7 %), у зв’язку з чим сперма у цих видів самців менш концентрована порівняно з бугаєм і бараном.

Існує певний взаємозв’язок між об’ємом еякуляту і концентрацією сперми – чим більший об’єм еякуляту, тим менша концентрація сперми і навпаки.

Спермій – статева клітина самців. Складається з головки, шийки, тіла і довгого хвостика. Кожна структура спермія виконує певну функцію: головка відповідає за спадкову інформацію, шийка – за активацію руху, тіло – за метаболічні процеси і хвостик – за рухливість.

Певної закономірності стосовно розмірів спермія і самців немає. Так, у бугаїв і баранів розміри сперміїв становлять

72

70–80 мкм, у жеребців – 50–60 мкм, у кнурів – 50–55 мкм і у кролів – 50 мкм.

Головка спермія має форму овальної пластинки, опуклої з одного боку і увігнутої з другого. Основну частину головки займає ядро, що оточене шаром протоплазми.

Ззовні головка спермія вкрита тонкою ліпопротеїдною оболонкою, що також вкриває шийку, тіло і хвостик. У передній частині головки спермія, під ліпопротеїдною оболонкою, знаходиться акросома – цитоплазматична ділянка, що виробляє фермент гіалуронідазу, а її внутрішні мембрани – акрозин, що мають велике значення під час запліднення.

Узадній частині головки спермія є заглиблення у вигляді бокалоподібної капсули, в якій розміщені проксимальна (передня) і дистальна центросоми, що є кінетичним центром активності спермія.

Головка спермія з’єднана з короткою і тонкою шийкою, що є найбільш ламкою частиною.

Від дистальної центросоми відходить осьова нитка, що проходить вздовж усього тіла і хвоста спермія. Осьова нитка складається з центральних волокон, оточених двома шарами фібрил – зовнішній (товстіший, проходить лише у шийці та тілі спермія) і внутрішній (тонший, проходить до кінця хвостика).

Утілі спермія волокна оточує подвійна спіральна нитка (з 15 обертами) і закінчується центросомним кільцем з великою кількістю мітохондрій, що є енергетичним апаратом сперміїв.

Уділянці хвостика зовнішні та внутрішні фібрили майже однакової товщини. Спіральна нитка в цьому місці потрійна і не містить мітохондрій.

Зрілі спермії на своїй поверхні мають негативний електричний заряд, що запобігає склеюванню їх між собою (однойменні заряди відштовхуються).

Хімічний склад сперміїв. Спермії містять 75,4 % води і

24,6 % сухої речовини (білки, ліпіди, мінеральні речовини).

73

Головка спермія містить 9 % білків (нуклео та глікопротеїди). Нуклеопротеїд (сполука нуклеїнової кислоти з простим білком) зосереджений переважним чином у ядрі, а ліпопротеїд – у акросомі. Серед амінокислот у сперміях міститься аргінінова, лізинова, цистинова, лейцинова та глютамінова амінокислоти.

Тіло і хвостова частина спермія містять 73 % простих білків і 23 % – ліпідів.

Оболонка спермія містить 17–19 % азоту та багата на аргінін, гістидин та цистин.

Також у сперміях містяться мікроелементи (цинк, мідь, марганець, залізо, алюміній, олово, бор), що входять до складу ферментів. Частина ферментів міститься як у самих сперміях, так і у плазмі сперми.

Плазма сперми. Внаслідок змішування секретів придат кових статевих залоз утворюється плазма сперми з певним хімічним складом. Склад плазми сперми залежить від розвитку придаткових статевих залоз у самців. Придаткові статеві залози сильно розвинені у кнура, добре – у жеребця, слабко – у бугая, барана і цапа.

Укнурів 50–70 % плазми сперми складає секрет перед міхурової залози, 26 % – міхурцеподібних, 20 % – цибулинних і 2 % – придатка сім’яника.

Ужеребців плазма сперми містить 80 % секрету цибулин них залоз, 25 % – міхурцеподібних і дуже мало секрету передміхурової залози.

Убугая 40 % плазми сперми складає секрет міхурце подібних залоз, 5–6 % передміхурової залози, 30 % – цибулинних

і5–10 % – придатка сім’яника.

Убарана 50–60 % плазми сперми складає секрет придатка сім’яника та 10–20 % секрет міхурцеподібної та передміхурової залоз.

Рух сперміїв. Органоїдами руху сперміїв є тіло і хвостик. Тіло спермія під час руху є опорою для хвостика, який

74

здійснюючи часті удари і обертання навколо своєї осі, штовхає спермія вперед. При цьому спермій рухається гвинтоподібно.

Спермії мають здатність швидко рухатися. Швидкість руху сперміїв залежить від температури навколишнього середовища. Так за температури +38–40 °С спермії бугая рухаються зі швидкістю 5,6 мм за одну хвилину, барана – 4,6 мм, кнура – 2,8 м і жеребця – 5,2 мм.

Важливою особливістю сперміїв є реотаксис – рух проти потоку рідини. Однак до реотаксису здатні лише ті спермії, які доторкуються до слизової оболонки статевих органів самок.

На рухливість сперміїв також впливає їх електричний заряд. При втраті електричних зарядів спермії починають склеюватися між собою головками (зірчаста аглютинація), а також хвостиками (масова коагуляція).

З метою підтримання життєдіяльності і можливості рухатися сперміям необхідно мати певний запас енергії. Джерелами енергії для руху сперміїв є три біохімічні процеси: дихання, фруктоліз і розпад АТФ.

2.11. ФАКТОРИ ВПЛИВУ НА ЯКІСТЬ СПЕРМИ

З метою забезпечення нормальної життєдіяльності сперми, необхідно, щоб середовище, з яким контактує сперма, було ізотонічним – осмотичний тиск у середовищі дорівнював осмотичному тискові в середині сперміїв.

Відомо, що осмотичний тиск прямопропорційний кількості частинок (молекул або іонів), розчинених речовин в одиниці об’єму розчину.

Коли сперма зберігається поза організмом, внаслідок накопичення продуктів обміну речовин, змінюється її осмотич ний тиск, що, в свою чергу, впливає на виживаність сперміїв.

У розчинах з пониженим осмотичним тиском (гіпотоніч них) спермії швидко набрякають і гинуть внаслідок високого внутрішньоклітинного тиску, тоді як у середовищах з високим

75

осмотичним тиском (гіпертонічних) спермії зморщуються і гинуть внаслідок зневоднення.

Під час розрідження сперми і проведення штучного осіменіння самок необхідно використовувати лише ізотонічні розчини та запобігати контактові сперми з водою.

Виживаність сперміїв за межами організму в значній мірі залежить від співвідношення в ній солей (електролітів) та органічних сполук (неелектролітів), що потрапляють до складу сперми з секретами придаткових статевих залоз.

Наявність у плазмі сперми великої кількості солей сприяє нейтралізації негативних електричних зарядів сперміїв, внаслі док чого виникає їх аглютинація (склеювання). Аглютинація посилюється в кислому середовищі внаслідок накопичення великої кількості іонів водню. Розчинені в плазмі сперми солі та органічні речовини змінюють осмотичний тиск, що може негативно впливати на сперміїв.

Реакція середовища. У процесі зберігання сперми бугая і барана реакція середовища (рН) змінюється в кислу сторону, внаслідок накопичення молочної кислоти, тоді як кнура і жеребця рН змінюється в лужну сторону, внаслідок вивітрю вання вуглекислоти в процесі дихання і накопичення аміаку.

У кислому середовищі рухливість сперміїв знижується, а в лужному навпаки підвищується. Однак виживаність сперміїв залежить не лише від зміни рН середовища, а також і від кислот, які накопичуються в процесі зберігання сперми та здатності їх проникати через оболонку сперміїв.

Виживаність сперміїв та тривалість їх зберігання за межами організму, в першу чергу, залежить від температури. Зниження температури сперми за межами організму до +2–0 °С гальмує обмінні процеси та викликає анабіоз, внаслідок чого виживаність сперміїв збільшується. У стані глибокого анабіозу за температури – 196 °С спермії можуть зберігатися десятки років.

Саме за низьких температур можливе тривале зберігання сперми. Однак за швидкого охолодження сперми необхідно

76

пам’ятати про можливість виникнення холодового удару (темпе ратурного шоку сперміїв), внаслідок якого виникає їх загибель.

Підвищення температури сперми за межами організму (до +25–38 °С) прискорює обмінні процеси в сперміях, у результаті чого швидше використовуються поживні речовини та накопичуються продукти обміну (молочна кислота, аміак). Тому одержана сперма не повинна піддаватися різкій зміні температури.

Дія світла. Шкідливий вплив на спермії зумовлює ультрафіолетове, інфрачервоне та яскраве електричне світло. Прямі сонячні промені вбивають спермії за 20–40 хв, або викликають їх пошкодження за короткотривалої дії.

Спермії різних видів самців надзвичайно чутливі до дії різних хімічних речовин. Навіть найменші концентрації або запах хімічних речовин негативно впливають на якість та виживаність спермії.

Токсичними для сперміїв також можуть бути латекс, окремі види гуми та вазелін.

Негативний вплив на сперму здійснюють мікроорганізми та грибки. Ступінь мікробного забруднення сперми залежить від стану плідника, санітарно гігієнічних умов під час отримання сперми, її розрідження та зберігання, підготовки плідників і матеріалів до тримання сперми.

2.12. ОЦІНКА ЯКОСТІ СПЕРМИ

На племпідприємствах обов’язково проводять органолеп тичну оцінку еякуляту (визначають об’єм, колір, запах та кон систенцію) і лабораторну оцінку (мікроскопічне дослідження), визначають густоту сперми, рухливість і концентрацію сперміїв у ній.

Додаткові методи включають визначення процента живих і мертвих сперміїв, кількості патологічних форм, виживаності

77

сперміїв, їх метаболічної активності, резистентності сперміїв до несприятливих умов.

На пунктах штучного осіменіння обов’язково визначають рухливість сперміїв, а за необхідності – концентрацію сперміїв та їх виживаність за температури 38±0,5 °С.

Візуальна оцінка еякуляту Об’єм еякуляту вимірюють для визначення необхідного

ступеня розрідження сперми та оцінки спермопродукції плідника. Для його визначення у бугаїв і баранів використо вують градуйовані спермоприймачі, пробірки, піпетки, а для жеребця і кнура – мензурки. Під час застосування одноразових поліетиленових спермоприймачів об’єм еякуляту можна визначити методом зважування (з розрахунку, що 1 мл сперми відповідає 1 г).

Нормальний об’єм еякуляту в барана становить 1–2 мл (максимальний – 3,5 мл), у бугая – 4–5 мл (15 мл), у жеребця

50–100 (600 мл), у кнура – 200–400 мл (1000 мл).

Колір сперми визначають у проникаючих променях світла за достатнього освітлення. У бугая і барана сперма має білий колір із жовтуватим відтінком, у кнура і жеребця – молочно білий із сіруватим відтінком. Наявність в еякуляті крові, гною, сечі зумовлює появу відповідно червоного, зеленого і жовтого забарвлень. Під час запалення міхурцеподібної залози у спермі з’являються білі пластівці.

Запах сперми залежить від санітарно гігієнічної підготовки статевих органів самця перед отриманням сперми, а також може зумовлюватися наявністю домішок в еякуляті, частіше через запалення геніталій. У нормі сперма не має запаху. У спермі барана допускається запах жиропоту; у спермі бугая – запах парного молока, у спермі жеребця, кнура – запах, властивий даному виду тварин.

Консистенція сперми. Визначається візуально. У нормі сперма бугая має вершкоподібну консистенцію, у барана – сметаноподібну, у кнура і жеребця – водянисту. Еякулят

78

жеребця може містити домішки слизу секрету міхурцеподібної залози, а сперма кнура має глейкий секрет куперових залоз у вигляді дрібних зерен. Консистенція змінюється при зменшенні кількості сперміїв та запаленні геніталій.

Оцінка сперми за густотою та рухливістю сперміїв.

Густоту і рухливість сперміїв визначають за допомогою моно або бінокулярного світлового мікроскопа (поміщеного у спе ціальний термостат із температурою 40–42 °С) при збільшенні в 120–600 разів. Оцінку проводять методом роздавленої краплі – на чисте підігріте предметне скло наносять краплю сперми, на кривають її покривним склом та досліджують під мікроскопом.

Залежно від концентрації сперміїв, сперма може бути густа (Г), середня (С) та рідка (Р).

Густою є сперма, якщо в полі зору між сперміями немає проміжків, або вони менші за головку спермія, середньою – коли проміжки між сперміями виражені, але розміри їх менші від довжини спермія та рідка сперма характеризується проміжка ми, що перевищують довжину спермія.

До використання допускають нативну сперму баранів і бугаїв лише густу, а кнурів і жеребців – густу і середню.

Рухливість сперміїв визначають одночасно з густотою візуальним чи інструментальним методами. За характером руху сперміїв у спермі їх можна розділити на чотири групи: спермії з прямолінійно поступальним (ППР) (лінійне переміщення в напрямку власної поздовжньої осі), спермії з манежним (рух по колу), коливальним (рух лише хвостової частини спермія без переміщення самої клітини) та нерухомі спермії. За допомогою сучасних комп’ютерних систем спермії з ППР диференціюють на декілька груп. Запліднювальна здатність сперми залежить від кількості сперміїв з ППР у спермодозі.

Для визначення рухливості сперміїв на чисте та тепле (+38+40°С) предметне скло підігрітою скляною паличкою або пастерівською піпеткою наносять краплю сперми, до якої дода ють дво , чотирикратну кількість 3 % го натрію лимоннокислого.

79

Суміш ретельно перемішують, накривають покривним склом і проглядають під мікроскопом весь препарат. Підрахунок сперміїв ведуть не менш як у трьох полях зору мікроскопа з найвищою рухливістю сперміїв. Встановлюють кількість сперміїв з ППР і окремо з іншими видами руху та не рухливих.

Рухливість сперміїв визначають як процент сперміїв, які рухаються прямолінійно поступально до загальної кількості сперміїв (оцінюють за десятибальною шкалою). Кожний бал дорівнює 10 % сперміїв з ППР. Таким чином, якщо 100 % сперміїв мають прямолінійно поступальний рух, то сперму оцінюють у 10 балів, при 90 % – у 9, при 80 % – у 8 і т.д.

Визначення концентрації сперми. Концентрація сперми – це кількість сперміїв у 1 мл сперми. Визначають її за допомогою фотоелектроколориметра, спектрофотометра або іншого подіб ного приладу; порівняння оптичної щільності розбавленої спер ми зі спеціально відкаліброваними стандартами; визначення об’єму або ваги сперміїв у пробірці після центрифугування та ін.

Найпростішим і найдоступнішим методом є безпосеред ній підрахунок сперміїв у лічильній камері з сіткою Горяєва. Для цього попередньо сперму барана і бугая набирають в еритро цитарний меланжер відповідно до мітки 0,5 і 1 (розбавлення сперми бугая в 100 разів, сперми барана – в 200 разів), а сперму жеребця і кнура – у лейкоцитарний до мітки 0,5 (розбавлення в 10 і 20 разів відповідно). Потім у змішувач набирають 3 % ий розчин натрію хлориду – до поділок 101 або 11 відповідно. Великим і вказівним пальцями затискують кінці меланжера і струшують протягом 2–3 хв. Перед внесенням сперми в лічильну камеру з капіляра змішувача видаляють чотири краплі, а після цього добре притирають покривне скло до пластинки камери і вносять збоку на сітку невелику краплю сперми з меланжера.

Підраховують кількість сперміїв при збільшенні мікро скопа в 200–400 раз у п’яти великих (80 малих) квадратах по діагоналі. Рахують лише головки сперміїв, які розміщені всере дині малих квадратів та на їхніх лівих і верхніх лініях (рис.8).

80