Влияние на спермин различных факторов внешней среды

Осмотическое давление. Важный фактор среды, в которой находятся спермии,— осмотическое давление. Осмотическое давление создается растворенными в воде частицами и зависит от их концентрации. Поэтому определенное число молекул электролитов (солей), которые разделяются в растворе на несколько частей (ионов), создают в несколько раз большее осмотическое давление, чем, например, такое же количество молекул сахара, не распадающихся в растворе на частицы. Оказавшись в среде со значительно более высоким осмотическим давлением, чем в самих спермиях, половые клетки теряют воду^.й-^Ктттгбатотт' ТГрй иизком 4^см&^т^"юекет-^^в^генIГй^-7)^(ружающей среды спермии впитывают воду, разбухают и погибают. Если осмотическое давление в среде меняется постепенно, то спермии могут приспосабливаться и выживать при значительных отклонениях в осмотическом давлении от нормального. Устойчивость к изменениям осмотического давления неодинакова у разных производителей, в разных эякулятах одного и того же животного и у спермиев из одного эякулята. Отмечались случаи, когда спермии в течение длительного времени сохраняли подвижность при разбавлении спермы гипертоническим 3 %-ным раствором хлористого натрия.

Осмотическое давление измеряется в атмосферах или

206

по точке замерзания раствора: чем больше в воде растворено частиц, тем ниже ее точка замерзания и тем больше атмосфер имеет осмотическое давление. Вместо температуры замерзания применяется понятие «депрессия». Сперма хряка имеет в среднем депрессию —0,617° с колебаниями от —0,588 до —0,634°, а среднее осмотическое давление

—8,4 атм. Депрессия спермы во многом зависит от соотношения в ней секретов отдельных придаточных половых желез, так как секрет каждой железы различной депрессии.

При хранении спермы ее осмотическое давление снижается. Это происходит частично в результате того, что в процессе дыхания глюкоза превращается в углекислый газ и воду. Углекислый газ улетучивается из спермы, в результате уменьшается число растворенных частиц и повышается количество воды. В условиях хранения при

-(-12—20°С осмотическое давление за сутки снижается на 0,82 %. Растворы, которые имеют осмотическое давление, одинаковое со спермой, называются изотоническими, меньшее — гипотоническими, большее — гипертоническими. Изотонические растворы: для спермы хряка следующие: 0,9 %-ный поваренной соли, 2,9 %-ный цитрата нитрия, 6 %-ный глюкозы, 3,7 %-ный хелатона.

Реакция среды. Реакция среды определяется содержанием в ней водородных ионов. Если в 1 л среды имеется 0,000 000 1 г ионов водорода, то реакция среды нейтральная. Если количество ионов водорода повышается, то среда приобретает кислую реакцию, если уменьшается — щелочную.

Для определения реакции среды применяют показатель рН. Он может иметь значения от 0 до 14, при нейтральной реакции — 7. С каждой единицей уменьшения рН число ионов водорода увеличивается в 10 раз, а с каждой единицей повышения рН оно уменьшается в 10 раз. Реакция среды оказывает большое влияние на процессы, обеспечивающие спермии энергией. При увеличении кислотности они замедляются, при увеличении щелочности, наоборот, ускоряются. В результате с ростом кислотности скорость движения спермиев постепенно снижается до полного прекращения движения. При высокой кислотности и щелочности спермии погибают.

Помимо концентрации водородных ионов на подвижность и гибель спермиев оказывают влияние температура и состав среды, поэтому указанные процессы могут протекать при различных показателях рН. Остановка движения спермиев при небольшой кислотности среды спо-

207

собствует их более длительной выживаемости, так как при этом в спермиях замедляются процессы жизнедеятельности. Вывести их из неподвижного состояния можно добавлением веществ, снижающих или нейтрализующих кислотность, а в некоторых случаях повышением температуры. С увеличением щелочности скорость движения спермиев усиливается. В результате быстрее расходуются их жизненные ресурсы и уменьшается выживаемость. Свежеполученная сперма хряка имеет в среднем рН 7,57, т. е. слабощелочную реакцию. В наших исследованиях рН в сперме хряков колебалась от 7,1 до 8,0 и равнялась в подавляющем большинстве эякулятов 7,4—7,6.

При хранении спермы хряков с доступом воздуха ее рН возрастает. Через 24 ч хранения рН спермы хряка повышается с 7,53 до 8,26. В наших исследованиях при хранении спермы в открытых спермоприемниках отмечали более быстрое повышение рН (до 8,6 через 30 мин).

Скорость изменения рН в сперме зависит от содержания в ней веществ, которые способны сохранять неизменной реакцию среды. Они называются буферами, а свойство среды сохранять свою реакцию — буферностью. Буферами являются соли слабых кислот и белки. Сперма хряка обладает значительно меньшей буферностью, чем сперма быка и барана.

Температура. С повышением температуры ускоряется течение химических процессов и в результате повышается скорость движения спермиев. В естественных условиях это происходит во время эякуляции, когда менее теплые спермии из придатков смешиваются с более теплыми секретами придаточных половых желез, а затем в половых органах самки, температура которых в период охоты близка в некоторых случаях к -\-^0°С. При дальнейшем повышении температуры скорость движения спермиев вновь снижается, что указывает на отрицательное влияние повышенных температур для жизненных процессов в спермиях. При температуре 45—47° спермии теряют оплодотворяющую способность, что свидетельствует об изменениях в спермиях некоторых важных структур, а при температуре 48—50°С погибают из-за коагуляции белков. При понижении температуры движение спермиев замедляется. Быстрое снижение температуры спермы приводит к гибели значительного числа спермиев и уменьшению сроков выживания спермиев, сохранивших подвижность. Это явление называется холодовым ударом. При медленном снижении температуры большинство спермиев хряка выдер-

208

живает охлаждение до температур, близких к 0°С. Наши исследования показали, что при этом иногда полностью