Заняття 7. Дія на чоловічі статеві клітини факторів навколишнього середовища

Мета заняття. Вивчити вплив факторів навколишнього середовища на спермії.

Питання:

• 1. іонний склад середовища;
• 2. реакція середовища;
• 3. дія світла;
• 4. температура;
• 5. осмотичний тиск.

Зовнішнім середовищем для сперміїв є насамперед рідка фаза сперми — плазма. Зміни, що відбуваються у плазмі, позначаються на властивостях і життєдіяльності сперміїв. Із багатьох фізико — хімічних факторів значно впливають на спермії осмотичний тиск, іонний склад та реакція середовища, буферність, температура, дія світла, дезінфікуючі речовини тощо.

Іонний склад середовища відіграє важливу роль у життєдіяльності сперміїв. Наявність спермі великої кількості солей несприятливо позначається на виживаності сперміїв. Катіони солей нейтралізують негативний електричний заряд сперміїв, внаслідок чого відбувається аглютинація клітин (склеювання між собою), які втратили заряд. Аглютинація відбувається і в кислому середовищі, що містить велику кількість катіонів водню, і при наявності багатовалентних катіонів кальцію, магнію, алюмінію, які мають подвійний і потрійний електричні заряди. Щоб такі катіони не потрапляли в сперму, при її розбавленні і зберіганні застосовують скляний або полімерний посуд.

Реакція середовища — вміст в ньому іонів водню. Від реакції середовища значною мірою залежить перебіг біохімічних процесів у сперміях. Слабко лужне середовище стимулює обмінні процеси, внаслідок чого підвищується рухливість сперміїв, кисле — гальмує. Міцні кислоти та луги порівняно у невеликих концентраціях убивають сімяні клітини.

Свіжа сперма бугая і барана має слабко кислу (рН = 6,7−6,9), сперма кнура і жеребця — слабко лужну (рН=7,2−7,6). Зміщення реакції середовища у свіжій спермі до рН = 6,5−6,8 свідчить про високу життєздатність сперміїв.

Дія світла. Розсіянне денне світло, світло електричних і гасових ламп при короткочасній дії не впливає на життєздатність сперміїв. Проте зберігати спермії потрібно тільки в темряві. Пряме сонячне проміння, а також проміння бактерицидних ламп ушкоджує спермії або призводить до їх загибелі. Тому на станціях і пунктах штучного осіменіння сперму оберігають від попадання прямих сонячних променів, завішуючи вікна марлевими занавісками.

Температура — один з найважливіших факторів життєздатності сперміїв. Від неї залежать обмінні процеси в клітинах. Як правило ці процеси прискорюються при підвищенні температури до певного значення і сповільнюються при її зниженні. Оптимальною температурою для життя і збереження сперміїв є температура тіла тварин.

Спермії тварин можуть без шкоди для себе переносити зниження температури до 0 ^о С, а при спеціальній обробці сперми — і до температур, близьких до абсолютного нуля (-273 ^о С), відновляючи після нагрівання свою рухливість і запліднюючу здатність.

Однак, при швидкому охолодженні спермії гинуть, або ушкоджуються. Таке явище називається холодовим ударом сперміїв. Так, при швидкому охолодженні сперми від 38 до 0 ^о С гинуть майже всі спермії. Тому, на плем підприємствах та пунктах штучного осіменіння температура приміщення, де проводиться робота з спермою, не повинно бути нище 18 ^о С.

Осмотичний тиск зумовлюється кількістю молекул або іонів, розчинених речовин в одиниці об'єму сперми, тобто цей показник прямо пропорційний кількості розчинених солей і цукрі у плазмі і протоплазмі сперміїв. Для нормальної життідіяльності сперміїв необхідно, щоб осмотичний тиск зовнішнього середовища, у якому знаходяться клітини, відповідав осмотичному тиску всередині сперміїв. Розчини, осмотичний тиск яких дорівнює тиску у сперміях, називається ізотонічним. Розчини з підвищеним осмотичним тиском називаються гіпертонічними, а із зниженим — гіпотонічними. У цих розчинах спермії ушкоджуються або гинуть. Це пояснююється тим, що мембрана спермія за своїми фізико-хімічними властивостями є напівпроникною, тобто крізь неї вільно проходить вода. Тому в гіпотонічних розчинах спермії набрякають за рахунок води, яка швидко проникає в середину клітин, і вони гинуть. В гіпертонічних розчинах навпаки, вода швидко виходить із спермія, протоплазма його зневоднюється і він зморщується. Як в гіпотак і вгіпертонічних розчинах спермії гинуть внаслідок ушкодження тонких субмолекулярних структур клітин.

Питання для самоконтролю.

• 1. Як називають розчини з пониженим, нормальним і підвищеним осмотичним тиском?
• 2. Температурний шок сперміїв і методи боротьби з ним?
• 3. Перерахуйте фактори, що впливають на спермії?