МЕХАНИЗМ ДВИЖЕНИЯ СПЕРМИЕВ
Скот Июнь 11th, 2010
Скорость движения спермиев около 5 мм в минуту (у быка - 5,6 мм, барана-4,6, жеребца - 5,2 мм). Однако температура, реакция среды, возраст спермиев, подвижность слизи в половом тракте самки, густота слизи могут сильно влиять на приведенные выше скорости. В среднем в час их путь равен от четверти до половины метра. Движение спермиев слагается из двух моментов: 1) движения хвостовой нити в правую и левую стороны, происходящего в плоскости головки спермия.
Так как движение осуществляется девятью фибриллами - пять в одну сторону от средней плоскости и четыре в другую, то в одну сторону оно сильнее (можно назвать его сгибанием), чем в другую,- разгибание (рнс. 28); 2) вращения спермия вокруг продольной оси, обусловленного тем, что головка спермия имеет с одной стороны небольшую вогнутость вследствие изгиба ее переднего края. Благодаря этому спермии вращается вокруг своей оси и удары хвоста, хотя и производятся все время в плоскости головки, но фактически направлены в разные стороны. Это винтообразное движение способствует тому, что путь спермия прямолинеен (как полет пули из винтовки). При 37° спермии быка производит девять ударов хвостом в секунду и при каждом продвигается приблизительно на 8,3 ц. При этом спермии движется против тока жидкости (реотаксис).
Реотаксис нарушается, если скорость движения жидкости очень большая.
На движение спермиев оказывает влияние присущий им отрицательный электрический заряд. Благодаря ему спермии не сталкиваются и не слипаются между собой в густом эякуляте. Одноименно заряженные, они несколько отталкивают друг друга. В густом эякуляте расположение рядов спермиев параллельно. Хвосты их должны биться ритмично и в такт. Только одновременные и направленные в одну сторону движения будут встречать наименьшее сопротивление со стороны электрических зарядов спермиев. Масса мелких одновременных ударов хвостов создает в плазме сильное вихревое движение, которое в конце концов уносит спермиев, когда его скорость превышает скорость движения самих спермиев. В густых эякулятах баранов вихревое движение спермиев видно простым глазом.
Энергия, заставляющая хвост двигаться, получается при распаде адено-зинтрифосфата (АТФ). Об его образовании в митохондриях и его разложении спермозином фибрилл жгутика спермия сказано выше. В эякулированной сперме барана содержится от 2,2 до 9,9 мг% АТФ (считая на количество фосфора в 3-й лабильной молекуле фосфата этого соединения). В спермиях быков, баранов и хряков, взятых из придатка, содержится 0,14-0,20 мг АТФ на миллион спермиев. В нормальных условиях количество АТФ поддерживается в сперме на одном уровне, но при недостаточном дыхании или гликолизе его количество быстро падает, так как два указанных процесса дают энергию для его восстановления. В плазме спермы АТФ нет, так как содержащиеся в ней фосфатазы разлагают его. При усилении дыхания митохондрии спермиев сокращаются. Снижение внешней концентрации АТФ также вызывает выход его из митохондрий. Из митохондрий АТФ попадает на фибриллы, вокруг которых обвит митохоидриальный чехол, и разлагается, передавая энергию фибриллам.
Исследования, проведенные на соматических клетках, показали, что поглощение одного атома кислорода сопровождается образованием двух, а чаще трех молекул АТФ (правило Белицера). Таким образом, формула окислительного фосфорилирования:
Р
=3 или 2 (Р/О - отношение образованного АТФ к поглощенному кислороду).
Однако данный процесс в сперматозоидах идет менее <урно. Спермин
Р
быка из придатка (по Мортоиу и Лярди) имеют -^-=0,6, а разбавленные
тем или другим разбавителем - около 1,11, спермин из эякулята-0,8, а пос-
Р
ле разбавления - 1Д Спермин хряка имеют = 1-2 (по Мороз и Тол-
ченовой). Таким образом, разбавление, по-видимому, повышает ценность окислительного фосфорилирования. Характерно, что осторожное взбалтывание спермиев из придатка быка со стеклянными бусами повышает данный коэффициент (спермин из эякулята не дают этого):
Р р
Разбавитель 6ез о*8″ ТГ йра”
газоавитель Q 6(>^я Q ^тке бу-
Сукцинат 1.0 1,7
Фумарат 0,6 1,6
Лактат 0,7 2,3
Кетоглутарат 1,4 2,2
Отсюда можно вывести заключение, что оболочка спермиев плохо проницаема для некоторых веществ (вероятно, фосфатов).
У спермиев, которые некоторое время после эякуляции содержались при комнатной температуре, головка набухает и теряет обычную форму. Она уже не способна давать вращение движущемуся спермию. Тогда движение спермия становится «манежным», поскольку удары хвоста направо и налево неодинаково сильны. А затем, при дальнейшем расстройстве движения, оно становится колебательным. При низкой температуре все эти нарушения движения происходят намного позднее. Кроме нарушения подвижности спермии повреждаются еще в том отношении, что они начинают терять акрозому, а вместе с тем и оплодотворяющую способность ,
У одних животных сперма рано, а у других поздно дает явление агглютинации - склеивание спермий головками в виде звездочки, происходящее вследствие нейтрализации отрицательного заряда спермиев. Агглютинации способствует присутствие ионов многовалентных металлов (Са2+, Mg2+, А13+), а также агглютининов - продуктов иммунизации организма чужеродными белками. Вместе с тем в половых путях самки выделяются антагглютины, препятствующие агглютинации. У самца предстательная железа также вырабатывает антагглютин.
Движение спермиев имеет важное значение для успеха осеменения как естественного, так и искусственного. Однако благодаря перистальтике матки неподвижные (убитые) спермии переносятся через половой тракт до яйцеводов. Таким образом, у коровы, свиньи и лошади самостоятельное продвижение спермнев обязательно только по яйцеводам. У овец спермии весь путь проделывают собственным движением, ввиду умеренного количества секретов в половых путях.
Тэги:сперма