Влияние на спермии условий внешней среды

На жизнеспособность спермиев вне организма производителя оказывают влияние разнообразные условия: температура, свет, осмотическое давление, химические вещества и медикаменты.

Температура. При повышении температуры движение спермиев усиливается: например, при 37 - 40° С спермин характеризуются вы­сокой подвижностью, но быстро расходуют энергетические ресурсы и гибнут. Повышение температуры до 46...48º С приводит к быстрой ги­бели спермиев в результате коагуляции белка. При понижении темпе­ратуры подвижность спермиев снижается, они расходуют меньше энер­гии, дольше сохраняют жизнеспособность. Поэтому большинство ме­тодов хранения спермы основано на ее охлаждении.

Однако резкое снижение температуры полученной спермы вызыва­ет повреждение и гибель спермиев — температурный шок (холодовой удар). Под температурным шоком понимается потеря подвижности спермиев, которая не восстанавливается даже при подогревании спер­мы. Особо чувствительна к резкому охлаждению свежеполученная сперма. Медленное охлаждение спермы способствует адаптации спер­миев к пониженным температурам. Устойчивость спермиев к темпера­турному шоку повышается при добавлении в разбавители спермы леци­тина (куриного желтка). Кроме того, при работе со свежеполученной спермой рекомендуют поддерживать температуру в помещениях в пре­делах 18...25 "С. Посуда, инструменты, соприкасающиеся со спермой, а также разбавители должны быть той же температуры, что и сперма, чтобы не вызвать гибель спермиев. Поэтому перед разбавлением сперму выдерживают при комнатной температуре 5...10 мин (сперму хряка до1-2ч).

Порядок работы

На предметное стекло наносят каплю исследуемой спермы, накрываютпокровным стеклом и оценивают на подвижность спермиев в баллах. Вначале каплю просмат­ривают при обычной температуре в лаборатории (18—25°), а затем активность спермиев определяют при более высокой температуре (38—40°), поместив предметное стекло с раз­давленной каплей на обогревательный столик Морозова или в термостат.

После этого предметное стекло переносят на 1 – 2 минуты в чашку с тающим льдом или снегом так, чтобы вода не попадала на поверхность стекла. Протерев нижнюю поверхность стекла фильтровальной бумагой, помещают его на столик микроскопа и наблюдают за состоянием спермиев; в дальнейшем проверяют сперму при температуре 18 – 25º, а затем на столике Морозова или в термостате при температуре 38 - 40º.

В результате проведенных опытов устанавливают, что повышение температуры спермы до 38—40° усиливает под­вижность спермиев, а понижение до 0° через одну минуту приводит к прекращению их движения. При постепенном повышении температуры охлажденной до 0° спермы под­вижность части спермиев восстанавливается, но большин­ство спермиев погибает от холодового удара. Холодовому удару наиболее подвержена свежеполученная сперма.

Осмотическое давление. Под воздействием гипотонических растворов наблюдают набухание головки спермия, закручивание хвос­та, манежное движение и быструю гибель, особенно в дистиллирован­ной воде (хорошо видно под микроскопом, если на предметное стекло нанести каплю спермы и рядом каплю воды). Поэтому при работе со спермой нужно предупреждать попадание в нее воды.

Гипертонические растворы также отрицательно влияют на спермиев. Под действием 3%-го раствора хлорида натрия наступает быстрая ги­бель спермиев из-за обезвоживания.

Изотонические растворы влияют благоприятно, если их готовят на дистиллированной воде из химически чистых веществ: 0,9... 1%-й раствор хлорида натрия, 2,8...2,9%-й цитрата натрия, 6...6,5%-й глюко­зы и др. Концентрация растворенных веществ в сперме животных раз­ных видов несколько колеблется.

 При работе со спермой следует учитывать ее буферность и реакцию.

Давление растворенного вещества называется осмотическим и исчисляется в атмо­сферах. Осмотическое давление увеличивается парал­лельно с повышением процента растворенных веществ в жидкости.

Сперма животных имеет относительно постоянное осмо­тическое давление, величина которого составляет около 7 атмосфер, причем осмотическое давление сыворотки спермы и протоплазмы спермиев примерно одинаковое, так как для жизни спермиев требуется/чтобы в жидкой части спермы было растворено столько веществ, сколько их находится внутри спермиев.

В том случае, когда осмотическое давление окружающей жидкости будет равно осмотическому давлению спермиев, такой раствор будет называться изотоническим. Если растворенных веществ в окружающем растворе меньше или больше, чем в протоплазме, то раствор будет гипотоническим или гипертоническим, что гу­бительно влияет на жизнь спермиев. И. И. Иванов уста­новил, что спермин лучше переносят слегка гипертоничес­кие растворы, чем гипотонические.

Порядок работы

Перед проведением опытов исследуемую сперму оцени­вают на подвижность, после чего изучают влияние на спер­миев изотонического, гипотонического и гипертонического растворов хлористого натрия, Для этого к каплям спермы добавляют соответственно каплю 1%-ного раствора хлори­стого натрия, каплю дистиллированной или кипяченой воды или 0,5%-ного раствора NaCl и каплю 3%-ного раствора хлористого натрия.

Наблюдая за результатами действия вышеуказанных растворов на спермиев под микроскопом при увеличении в 120—280 раз, устанавливают следующее.

1. При добавлении к сперме 1%-го раствора хлористого натрия движение спермиев не только не прекращается, а даже несколько активизируется. Однако, при длительном нахождении спермиев в данном растворе под влиянием ионов хлора липоидная оболочка набухает и разрушается. Поэтому 1%-ый раствор хлористого натрия не применяют в качестве разбавителя спермы.

2. От прибавления к сперме воды, спермии вследствие проникновения воды внутрь клетки набухают и погибают. У части спермиев можно наблюдать закручивание хвостов (рис.11)

3. Под влиянием 3%-го (гипертонического) раствора хлористого натрия происходит обезвоживание спермиев, в результате чего они в течение 1 – 2 минут погибают.

 

Рис. 11 Закручивание хвостов спермиев при воздействии дистиллированной воды (по В.К. Милованову)

 

Влияние химических веществ и медикаментов. На спермин губительно действуют все дезинфицирующие вещества (их растворы, пары, соединения) — йод, эфир, скипидар, нашатырный спирт, креолин, лизол, кислоты, щелочи и соли тяжелых металлов: рту­ти, меди, свинца, железа и др. Поэтому при работе со спермой запреща­ется их использовать даже в минимальных концентрациях. В помеще­ниях, предназначенных для работы со спермой, нельзя хранить медика­менты, дезинфицирующие вещества, курить. Инструменты, посуду содержат в чистоте. В качестве дезинфицирующих и моющих средств рекомендованы спирт-ректификат, бикарбонат натрия и кальциниро­ванная сода, растворы фурацилина (1:5000), фуразолидона (1:10000). Нельзя использовать спиртовые суррогаты (спирт технический, денату­рат и др.).

Посуду, приборы и инструменты стерилизуют кипячением, сухим жаром, фламбированием, текучим паром, автоклавированием.

Чтобы подавить развитие микрофлоры в сперме, в разбавители (сре­ды) можно добавлять антибиотики (пенициллин, стрептомицин и др.), сульфаниламиды (белый стрептоцид и др.), а также их смеси (спермосан), которые в определенных концентрациях не оказывают вредного влияния на спермиев.

Порядок работы

После оценки спермы на подвижность выявляют дейст­вие на спермиев различных химических веществ. Для этого каждый, раз на чистое предметное стекло наносят новую каплю спермы и действуют на нее тем или иным испытуе­мым раствором (1%-ым раствором молочной кислоты, 1%-ым раствором лизола; 2%-ным раствором двууглекислой соды, раствором фурацилина 1: 5000, раствором марганцовокислого калия 1: 2000 и 65° спиртом). Капли перемешивают стеклянной палочкой, накрывают покров­ным стеклом, просматривают под микроскопом иустанав­ливают время, через которое наступит прекращение движения спермиев.

Действие на спермиев йода определяют так: на предмет­ное стекло вокруг капли спермы наносят несколько капель настойки йода, которые можно соединить сплошным коль­цом; не накрывая каплю спермы покровным стеклом, ее просматривают под микроскопом через 1, 2 и 3 минуты. В процессе проведения опытов устанавливают:

1. Растворы молочной кислоты, лизола, марганцовокислого калия, 65º спирт вызывает гибель спермиев в течение 1 – 2 минут, а раствор фурацилина за 2 – 3 минуты.

2. 2%-ый раствор двууглекислой соды вызывает резкое снижение активности спермиев, а через 2 – 4 минуты наступает полное прекращение движение и гибель спермиев.

3. Улетучивающиеся из настойки йода свободный йод губительно действует на спермиев. В результате подвижность их прекращается, быстро наступает гибель. Проникновение и накопление йода в сперме подтверждается пожелтение капли.

Свет. Рассеянный свет не оказывает вредного влияния на сперми­ев, в отличие от прямого солнечного, который за счет воздействия ульт­рафиолетовых и инфракрасных лучей вызывает гибель спермиев в те­чение 20...30 мин. Поэтому всю работу со спермой выполняют в поме­щениях с занавешенными окнами. При осеменении самок на улице инструменты (приборы) со спермой закрывают матерчатыми салфетка­ми или чехлами.