Для получения качественного семени от сельскохозяйственных животных необходимо знать их биофизические и биохимические свойства, чтобы в дальнейшем сохранить его и подготовить к заморозке. Свойства семени животных сходны по составу с кровью и молоком.
Оглавление:
Семя делится на фракции:
- Жидкая
- Масса клеток
Биофизические свойства семени
К биофизическим свойствам семени относятся следующие показатели:
1. Удельный вес семени, он такой же как и у молока.
Семя у животных бывает густое, среднее по густоте и редкое. У баранов и быков семя густое. Редкое семя у хряков и жеребцов.
Основу сухого вещества семени составляет белок, жиров в нем в 7 — 8 раз меньше.
Ниже в таблице даны показатели в процентах жидкой фракции и массы клеток по видам животных.
| Вид животных | Масса клеток в % | Плазма в % |
| Баран | 30 | 70 |
| Бык | 14 | 86 |
| Хряк | 7 | 93 |
| Жеребец | 2 | 98 |
2. Второе свойство — это осмотическое давление. Нормальное, изотоническое давление составляет 7 — 8 атмосфер.
Семя замерзает раньше, чем вода при — 0,64 градусов, вода при — минус 1 градусе.
3. Следующим биофизическим свойством семени является Ph — концентрация водородных ионов, нормальное Ph = 7 — нейтральное. У производителей имеются буферные системы препятствующие сдвигу Ph. Буферные системы: соли слабых кислот — лимонная, угольная, фосфорная.
4. Электропроводность
Наиболее высокая электропроводность у редкого семени. Она зависит от концентрации клеток и солей.
Плазма семени
Плазма семени — это смесь секретов нескольких желёз (придатка, добавочных желёз, самих семенников).
Она обеспечивает семя энергетическим материалом (сахара: фруктоза, глюкоза, спирты: 6 -ти атомный сорбит, липиды, свободные аминокислоты, соли). Избыток хлора в плазме приводит к разрыхлению оболочек клеток.
Плазма каждого вида самцов имеет преобладание секрета одной железы:
- У барана — придатка
- быка — пузырьковидной железы
- хряка — предстательной железы
- жеребцов — одинаково все
Биохимия семенной плазмы
Придаток
Придаток вырабатывает сложный липид — глицерил фосфорил холин. При попадании в семя он распадается на части, глицерин идет как энергетический материал, фосфорные соединения — на АТФ, холин — на гладкую мускулатуру.
Пузырьковидные железы
Секрет пузырьковидных желёз богат энергетическими веществами: сахарами, 6 — ти атомным спиртом, органическими кислотами, ГФХ — липидами.
У хряков в этом секрете есть инозид — для поддержания осмотического давления, эрготионин — предохраняет от окисления SH группы семени (эти группы в центре ферментов) и фосфотаза.
Простата
Простата вносит биологически активные вещества типа гормонов: простатагландины действующие на гладкую мускулатуру, вазогландины — на гладкую мускулатуру сосудов, антиаглютинины — препятствуют склеиванию при прохождению тракта.
Куперовые железы
Секреты куперовых желёз и уретрального канала промывают канал. При смешивании куперовых желёз с другими образуются саговые зерна — после осеменения вроде пробки.
Белки плазмы по составу близки к крови.
Основы биохимии семенных клеток
Сам сперматозоид состоит из его головки, средней части — тела и хвоста.
Головка сперматозоида
Головка сперматозоида состоит из акросомы и ядра. Акросома сперматозоида расположена в передней части ядра и несет ферменты, которые нужны для растворения оболочки яйцеклетки. Акросома сперматозоида сливается с наружной мембраной яйцеклетки и ферменты акросомы растворяют её оболочку.
Средняя часть головки — ядро — основа ДНК. После растворения оболочки яйцеклетки, содержимое ядра попадает в женскую половую клетку.
ДНК + гистон = нуклеопротеин (80 % состава ядра)
Остальные 20 % ядра — это простые белки, липиды, соли.
Тело сперматозоида
Тело сперматозоида состоит из шейки и переходного отдела, оно представлено спиралью. В шейке находятся центриоли, а переходный отдел состоит из 90 митохондрий. Митохондрия состоит на 70 % из белков, в ней расположены основные ферментные системы.
Хвост
Хвостовая нить состоит из белка спермозина, способная сокращаться.
Он имеет ферментную активность — атефаза (белок спермозин действует на АТФ). Хвостовая нить имеется две центральных фибриллы окруженные девятью парами наружных фибрилл, и каждая из них состоит из 10 протофибрилл.
Размеры сперматозоида — 70 микрон длина, головка — 8 микрон, ширина — 4 микрона, шейка — 1,5 микрона, тело — 10 — 13 микрон, хвост — 40 — 50 микрон.
Процессы энергетического обмена в клетке семени
Для подвижности сперматозоиды должны получать 3 * 108 эргосек. энергии. В клетке потенциальная энергия превращается в кинетическую. Существует два пути получения энергии — это дыхание и гликолиз (без кислородное расщепление). В семени в основном происходит гликолиз, так как семя мало соприкасается с кислородом.
C6 H12O6 — фруктоза >>> (под воздействием кислорода превращается) >>>>>>> 6 СO2 + 6 H2O + E (энергия 670 ккал)
C6 H12O6 >>> гликолиз <<< 2 C3H6O3 (молочная кислота) + E (28 — 50 ккал)
Выделяемая энергия должна быть подхвачена АТФ и идти на макро-эргическую связь. Образование и распад АТФ определяет подвижность семени. В митохондриях происходит образование АТФ. Митохондрия состоит из наружной и внутренней мембраны, где расположены ферменты. Субстратом для ферментов является фруктоза.
Различие между дыханием и гликолизом наступает на стадии пировиноградной кислоты. При сгорании одной молекулы сахара получается 38 молекул АТФ.
В семени быков и баранов преобладает гликолиз над дыханием, у хряка и жеребца — в основном дыхание.
Два пути дыхания
Существуют два пути дыхания сперматозоидов:
- Свободное окисление, идущее под контролем ферментов на наружных мембранах митохондрий. Идет без образования АТФ.
- Окислительное фосфорилирование, идущее под контролем ферментов на внутренних мембранах митохондрий с образованием АТФ.
В свежем семени оба процесса первый и второй идут равномерно. Процессы в старом семени разобщаются и преобладает свободное окисление. В старом оттаянном семени в 6 раз меньше образуется АТФ, чем в свежем.
Из митохондрий АТФ «нагруженная» энергией идет на осевую нить хвоста, там спермозин фибрилл начинает действовать как фермент (АТФ-аза) и АТФ превращается в АДФ + Е идет на сокращение спермозина. АДФ всасывается в митохондрии. Для оптимальной подвижности необходим в митохондриях ресинтез АТФ и распад АТФ на фибриллах.
Энергетика семени зависит от концентрации сахара в крови, так как сахар семени образуется из сахара крови. А сахар крови зависит от гормона инсулина.
Чем выше содержание тестостерона в крови, тем выше содержание сахара в семени.
Энергетический резерв семени
| быки | бараны | хряки | жеребцы | |
| фруктоза+глюкоза мг | 600-1500 | 500-600 | 50-100 | 30-40 |
| липиды мг | 150-400 | 400-1200 | 30-90 | 30-90 |
| белки плазмы семени мг | 8 | 8 | 8 | 8 |
Из таблицы видно, что повышенную живучесть имеют семя быка и барана, и это при условии если не вносятся разбавители. Качество семени зависит от энергетического резерва и от интенсивности его использования.
Семя у животных бывает с:
- С высоким содержанием энергетических веществ, со средним уровнем фроктолизы — самое лучшее семя (быков), 60 — 65 % оплодотворяемости в первое осеменение.
- Низкий уровень фруктозы с экономичным фруктолизом — среднее качество семени, 50 — 60 % оплодотворяемости в первое осеменение.
- С низким содержанием фруктозы и интенсивный фруктолиз — плохое семя, оплодотворяемость 45 — 50 %.
Делается прогноз оплодотворяющей способности животных на основе количества сперматозоидов и их подвижности.
