Лекция: Гинекология, андрология и воспроизведение домашних животных - часть 2

femel. Mărimea spermilor variază în limita de 50-80microni.

Astfel, la taur şi berbec lungimea spermului este de 75-80microni, la

ţap – 60-65microni, la armăsar 50-60microni şi la vier –

50-55microni.

Studiul morfologic al spermilor a fost posibil datorită coloraţiilor

vitale, tehnicilor biochimice şi, îndeosebi microscopiei

electronice.

Sub aspect morfologic spermul este format din: cap,

gât, piesa intermediară, piesa

principală şi piesa terminală. Cele trei

piese (intermediară, principală şi terminală)

alcătuiesc la un loc flagelul sau coada spermului.

Capul spermului la mamifere este ovoid, alungit, aplatizat şi

uşor convex, cu grosimea maximă la bază şi îngustat

la vârf, având lungimea şi lăţimea de 8-10 microni

şi respectiv – 4-4,5microni la taur, berbec şi vier, 5-7 şi

respectiv 2,7-4 microni la armăsar, câine şi cotoi; grosimea

spermilor la toate speciile este de 0,1-0,15 microni.

Din punct de vedere al structurilor chimice, capul spermului este format,

în special, din nucleoproteide şi cantităţi mici de

proteine libere, lipide şi săruri. Nucleoproteidele conţin acid

dezoxiribonucleic (AND) şi o proteină simplă, care, în

cazul mamiferelor este o histonă, iar în cazul păsărilor –

o protamină. Histonele sunt reprezentate de circa 18 aminoacizi, dintre

care arginina constituie aproximativ 25%. AND-ul reprezintă circa 55% din

substanţa uscată a capului spermului, iar împreună cu

histonele – 80-83%. În afară de nucleoproteide capul spermului

conţine şi lipoproteine (17-20%), care sunt concentrate în

special, în acrozom.

În componenţa capului intră mai multe formaţiuni:

nucleul, acrozomul, perforatorul, capişonul sau furoul postnuclear,

protuberanţele bazale, fosa de implantaţie şi membrana

celulară.

Nucleul constituie partea principală a capului spermului. Cromatina

nucleară conţine acidul dezoxiribonucleic (43%), care

reprezintă depozitul codificat al caracterelor ereditare, printre care

figurează şi cele de sex.

Partea anterioară a membranei nucleare constituie membrana internă

a acrozomului şi formează corpul acrozomului.

Aproximativ 60% din suprafaţa nucleului anterior este acoperit de

capişonul acrozomului, care are un perete dublu de 0,1 micorni grosime

şi încorporează substanţa acrozomală, corpusculii,

corpul şi vacuolele acrozomale. Restul de 40% din nucleu şi membrana

nucleară, de la zona ecuatorială spre baza capului este învelit

de furoul nuclear. Prin forma sa, acrozomul constituie la conturarea profilului

caracteristic al extremităţii anterioare a capului spermului, pentru

fiecare specie în parte.

Perforatorul este o formaţiune densă situată între membrana

nucleară şi acrozom. I se atribuie rol în perforarea membranei

ovulare în timpul fecundaţiei.

Protuberanţele bazale sunt nişte formaţiuni semicirculare sau

sferice aşezate în zona posterioară a capului, în jurul

fosei de implantaţie, respectiv în jurul inserţiei

gâtului spermului.

Fosa de implantaţie este o înfundare hemisferică a

părţii posterioare a nucleului, în care se găseşte

implantată extremitatea apicală a filamentului axial al cozii

spermului.

Membrana multistrat celulară acoperă complet capul, corpul şi

coada spermului, membrana externă a acrozomului putându-se

detaşa spontan în coada epididimului la masculi cu absenţă

sexuală îndelungată; prin ruperea membranei celulare şi a

membranei externe a învelişului acrozomului în zona

ecuatorială se eliberează hialuronidaza necesară penetrării

ovulei.

Gâtul reprezintă piesa de legătură dintre capul şi

coada spermului. Este o formaţiune dintre capul şi coada spermului.

este o formaţiune foarte scurtă dispusă între centriolul

proximal şi jumătatea anterioară a centriolului distal. Teaca

mitocondrială de 0,1 microni îşi află originea în

granulele bazale ale capului, care generează o structură

mitocondrială dublu spiralată în sensul acelor de ceasornic,

care se continuă în piesa intermediară până la

inelul terminal Jensen.

În structura piesei intermediare, cu lungimea de 10-15 microni, intră

fibrele filamentului axial care sunt dispuse astfel: 2 fibrile centrale, 9

fibrile subţiri care constituie cercul intern şi 9 fibrile groase

formând cercul extern. Filamentul axial este îmbrăcat de o

cămaşă mitocondrială, dispusă sub forma unui filament

spiralat dublu. La exterior se găseşte o membrană bogată

în lipide. Aceasta provine din protoplasma celulară, în

special din resturile aparatului Golgi, grupate iniţial la nivelul

gâtului. Treptat protoplasma se distribuie de-a lungul piesei

intermediare; acest proces are loc în timpul tranzitului epididimar

şi constituie unul din fenomenele importante ale maturării spermului.

În cazul când nu se produce acestă disperare protoplasma

grupată la nivelul gâtului sau piesei intermediare, constituie

picătura protoplasmatică. Prezenţa picăturii

protoplasmatice este un indiciu al imaturităţii spermului. Piesa

intermediară este constituită în cea mai mare parte din

substanţe lipoproteice. În ea se găsesc grupate majoritatea

enzimelor spermului. Piesa intermediară furnizează energia

necesară proceselor metabolice din spirala mitocondrială.

Piesa principală sau coada propriu-zisă (lungă de 35-45

microni şi groasă de 0,4-0,8 microni) este delimitată de

inelul lui Jensen, situat la jumătatea externă a centriolului

distal, şi distal de piesa terminală.

Fibrele din coada spermului, repartizate tot după formula 2+9+9 sunt

acoperite de un înveliş fibrilar spiralat alcătuit dintr-o

pereche helicoidală cu mai mult de 400 de înfăşurări.

Piesa terminală are 3-4 microni lungime şi este constituită din

porţiunea terminală a fibrelor acoperite cu membrana celulară

şi din care lipseşte învelişul spiralat fibrilar al cozii

spermului.

Coada spermului conţine lipoproteine, proteine simple şi lipide

(circa 23%). În compoziţia lipidelor intră fosfolipide

(73,3%), colesterin (14,5%), gliceride (9,6%) şi ceară (2,6%).

Dintre substanţele minerale cele mai importante sunt fosforul, care

ocupă 2,7% din substanţa uscată a spermului, sodiul, potasiul,

calciul, magneziul şi sulful.

Mişcarea, fenomenul fiziologic caracteristic spermului, este rezultatul

contractilităţii fibrelor din filamentul axial. Rolul cel mai

important îl au fibrele din cercul extern. Se susţine, că

punctul de plecare al contractilităţii se află în

granulele bazale de la nivelul gâtului. Energia este furnizată de

moleculele mici, care se distrug în procesul de contractilitate şi

sunt refăcute de mitocondriile filamentului axial.

Proprietăţile biologice ale spermei

Reuşita însămânţărilor artificiale este

legată de viabilitatea şi capacitatea fecundantă a spermei,

care, la rândul său, este asigurată de proprietăţile

biologice ale materialului seminal. Principalele caracteristici biologice ale

spermei sunt: mobilitatea aglutinarea şi metabolismul spermilor.

Mobilitatea reprezintă una din caracteristicile principale ale

spermilor, prin care aceştia se deosebesc de celelalte celule ale

organismului. Mobilitatea reprezintă un factor indispensabil

viabilităţii spermilor.

Mobilitatea şi viabilitatea spermilor necesită utilizarea energiei

chimice şi transformarea ei în energie biologică. Mişcarea

spermului în baza energiei biologice, se datorează porţiunii

sale terminale, care are o structură similară ciliatelor şi

flagelatelor. Mişcarea gameţilor este determinată de

contracţiile cozii (flagelului) şi de rotirea spermului în

jurul axei sale longitudinale. Prin contracţiile cozii se asigură

mişcarea de avansare, iar capul, prin forma sa uşor exavată

(convexă) determină rotirea în jurul axei sale longitudinale.

În felul acesta, spermul execută mişcarea de «sfredelire

şi înaintare».

Spermii pot realiza trei feluri de mişcări:

· de înaintare sau rectiline

· circulară sau «în manej»

· de pendulare sau vibratoare

Pentru mamifere şi păsări mişcarea de înaintare este

considerată normală, pe când mişcările circulară

şi vibratoare sunt anormale.

La aprecierea spermei se ţine seama îndeosebi de mobilitatea

spermilor determinată de viteza cu care aceştia înaintează

în câmpul microscopic, precum şi de procentul de spermi

capabili să execute această mişcare.

Viteza de înaintare a spermiilor variază în funcţie de

specie, de intervalul de timp când se examinează sperma după

recoltare, de pH-ul spermei de temperatura mediului ambiant etc. pe specii,

viteza medie de înaintare pe minut este următoarea: la armăsar

– 5,22 mm, la taur – 4,02 mm, la berbec – 3 mm, la câine – 2,08 mm.

Aceste date sunt posibile la un pH al spermei caracteristic spermei şi la

temperatura obişnuită a organismului animal (37-38°C).

Aglutinarea spermilor constă în alipirea sau încleierea

acestora, sub formă de rozetă sau dezordonată ca urmare a

diminuării sau pierderii totale a sarcinii electrice negative. Aglutinarea

este reversibilă, în cazul când spermii se reunesc în

formă de rozetă, alipindu-se numai de capul, iar mobilitatea cozii

este păstrată şi ireversibilă, când gameţii se

alipesc de toată suprafaţa celulară şi rămân

imobilizaţi (aglutinare dezordonată sau totală).

Scăderea sau absenţa sarcinii electrice negative are loc la

apariţia în spermă a particulelor încărcate cu

sarcină electrică pozitivă. Aglutinarea spermilor se produce mai

ales la creşterea concentraţiei ionilor de hidrogen ca urmare a

acumulării în mediu a acidului lactic. Astfel, într-un mediu

cu aciditate scăzută (pH 5-6,4) spermii se adună sub formă

de rozetă, iar când aciditatea este mai mare se produce aglutinarea

dezordonată (totală) a spermilor şi aceştea nu mai fac

mişcări. Aglutinarea spermilor apare uşor în prezenţa

ionilor metalelor polivalente, precum şi sub acţiunea aglutininelor

spermatice, prezente în materialul seminal şi în vaginul

femelei. Formarea aglutininelor spermatice este reacţia organismului femel

la pătrunderea parenterală a proteinelor spermatice. Prin urmare, la

femelele tinere, nulipare aglutininele lipsesc sau sunt într-o cantitate

mică, pe când la femelele însămânţate şi

mai ales la cele multipare aglutininele sunt în cantităţi mari.

Posibilitatea aglutinării spermilor trebuie luată în

considerare şi la utilizarea diluanţilor lapte-ou sau la

adăugarea în diluanţi a plasmei sanguine.

Aglutinarea spermilor poate fi prevenită prin reacţia de

antiaglutinare. În condiţii naturale, în conductul genital

femel aglutinarea spermilor este prevenită de antiaglutininele, care se

conţin în lichidul folicular al ovarului şi în sperma

masculului (în secreţia prostatică). Datorită acestor

particularităţi aglutinarea spermilor la animalele

sănătoase se înregistrează rar.

Metabolismul

Reprezintă procesul biologic fundamental prin care se asigură energia

necesară mobilităţii şi viabilităţii spermilor.

Substanţele energetice se găsesc în spermi sau în plasma

seminală, ceea ce demonstrează existenţa a două surse

energetice. Astfel, s-a demonstrat că produsele metabolice se produc

atât la nivelul spermilor, cât şi în plasma

seminală. Spermii pot utiliza energia chimică necesară

mobilităţii şi viabilităţii în mediul anaerob,

dar şi în cel aerob.

Metabolismul în mediul aerob. La baza metabolismului aerob stă

mecanismul glicolitic. El se caracterizează prin activitate respiratorie

intensă însoţită de diminuarea progresivă a fructozei

şi apariţia în spermă a acidului lactic. În mediul

aerob spermii folosesc ca substrat energetic glucidele şi în primul

rând, fructoza. Ca rezultat al metabolismului apare acidul lactic. O

parte din fructoză este oxidată până la stadiul de CO

2 şi H2O. Rezultă că în condiţii de

aerobioză spermii manifestă şi activitate respiratorie (consum

de oxigen), a cărei intensitate depinde în mare măsură de

concentraţia spermei. Astfel, volumul de oxigen (mm3) consumat

în decurs de o oră la temperatura de 20°C de către 100 milioane

de spermi variază în funcţie de specie:

La taur – 3,4

La berbec – 8,4

La armăsar – 4,3

La vier – 7,2

Coborârea temperaturii spermei până la 10°C reduce intensitatea

activităţii respiratorii de 2 ori. La temperatura de 0°C activitatea

respiratorie a spermilor se manifestă foarte slab. Creşterea

acidităţii mediului inhibă respiraţia, iar alcalinizarea

mediului o intensifică.

Spermii uşor oxidează şi sorbitolul, secretat de glandele

seminale. Acesta serveşte, de asemenea, ca sursă energetică

pentru spermi. În anumite cantităţi sorbitolul în spermi

se formează din fructoză şi glucoză. Deoarece fructoza se

conţine în cantităţi mai mari în sperma

rumegătoarelor şi cantitatea de sorbitol este mai mare în

sperma acestor reproducători: la taur – 10-136 mg%, la berbec – 26-120

mg%, la vier – 6-18 mg% şi la armăsar 20-60 mg%.

Activitatea respiratorie la spermi se produce datorită enzimelor în

special sub influenţa citocromoxidazei. În prezent în

spermă a fost descoperit întregul complex de fermenţi

oxidanţi. Cantitatea enzimelor din spermă variază în

funcţie de specie: cantitatea enzimelor din sperma de armăsar şi

vier este de câteva ori mai mare decât din sperma

rumegătoarelor.

De obicei, în procesul de metabolism, spermii folosesc substanţele

energetice (zahărurile) care se găsesc în plasma seminală;

în cazul epuizării rezervelor din spermă, gameţii folosesc

fosfolipidele care constituie principala sursă de energie

intracelulară. Mai mult se utilizează fosfolipidele din sperma

berbecului, probabil de aceea că în sperma acestuia rezervele de

zahăr se epuizează în 3-6 ore.

Etapele mecanismului fosfolipidic decurg după următoarea

schemă generală:

- degradarea hidrolitică a fosfolipidelor;

- oxidarea acizilor graşi.

Acest tip de metabolism în care se folosesc numai substanţe

energetice intracelulare, denumit şi metabolism endogen, nu este

însoţit de formarea acidului lactic.

Spermii sunt celule care fac parte din anaerobii facultativi, adică

gameţii se pot mişca atât în condiţii de

aerobioză, cât şi în condiţii de anaerobioză.

În sperma masculilor de tip vaginal de însămânţare

naturală (taur, berbec) se conţin cantităţi importante de

zaharuri (până la 1500 mg%), pe când în sperma

reproducătorilor de tip uterin de montă naturală se

evidenţiază numai urme de zahăr, de aceea spermii la aceste

specii nu sunt capabili, sau manifestă o capacitate slabă de

glicoliză.

Metabolismul în mediul anaerob. În condiţii de

anaerobioză, substratul energetic al spermilor este preluat numai din

mediul ambiant, adică din plasma seminală. Ca şi în mediul

aerob, spermii folosesc ca substrat energetic monozaharidele: fructoza, glucoza

şi manoza, rolul cel mai important avându-l fructoza. Între

glicoliza aerobă şi anaerobă există următoarea

deosebire esenţială: în glicoliza aerobă o parte din

acidul lactic rezultat prin descompunerea monozaharidului este oxidată mai

departe până la obţinerea de H2O şi CO2

, constituind prin aceasta o sursă de energie suplimentară, care duce

la scăderea consumului de monozaharide; în glicoliza anaerobă

acidul lactic, care constituie produsul final al glicolizei, nu mai suferă

în continuare procesul de oxidare.

În sperma animalelor domestice, eliberarea de energie se face pe baza

proceselor oxidative şi glicolitice. La taur, berbec şi ţap,

fiindcă sperma este bogată în glucide şi săracă

în electroliţi, au loc ambele procese (de intensitate egală).

La armăsar, vier şi câine, specii la care sperma este

săracă în glucide şi bogată în

electroliţi, predomină procesele oxidative.

Intensitatea mecanismului glucolitic este mai mare la un pH de 7,6; în

cazul acidulării mediului până la pH 6,4 sau la alcalinizarea

acestuia procesul de glicoliză slăbeşte.

Principalul glucid din spermă este fructoza. Secretată în cea

mai mare parte de glandele seminale ea constituie sursa principală de

energie pentru spermi. De aceea, în spermii, care se găsesc în

canalele şi epididimul testicular procesul de fructoliză nu are loc.

La adăugarea în spermă a glucozei coeficientul de

respiraţie creşte, ceea ce denotă intensificarea utilizării

zahărului de către spermi. Spermul este o celulă cu

permeabilitate ridicată şi permite trecerea din plasmă a

zahărului, de aceea includerea în compoziţia mediilor de

diluţie a zahărurilor prelungeşte viabilitatea gameţilor,

prevenind totodată epuizarea rezervelor energetice proprii. Prin membrana

celulară a spermului uşor trece glucoza sau fructoza, mai greu trec

dizaharidele şi este impermebilă pentru zaharuri fosforilate.

Din problemele complicate ale metabolismului spermilor, pentru aplicarea

practică a însămânţărilor artificiale este

important că gameţii mamiferelor în mediul ambiant sunt

capabili să consume oxigen şi glucoză, iar în cazul

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6