Рефераты

Ветеринария (63)

Гинекология, андрология и воспроизведение домашних животных - часть 2

Оns?mвn??rile artificiale la animalele domestice

Оns?mвn??rile artificiale reprezint? o biotehnic? modern? a reproducerii animalelor, care asigur? progresul genetic al efectivelor ?i implicit sporirea productivit??ii acestora.

Оns?mвn?area artificial? оnl?tur? controlul sexual dintre mascul ?i femel?, sperma fiind recoltat? de la un reproduc?tor mascul ?i depus? оn organele genitale ale unei femele aflate оn c?lduri, cu ajutorul unui instrumentar adecvat.

De?i оn literatura de specialitate nu exist? date precise despre оnceputul aplic?rii оns?mвn??rilor artificiale, se consider?, totu?i c? prima оncercare a fost f?cut? de c?tre arabi, оn secolul XIV, ob?inвnd un produs de la un arm?sar valoros, prin prelevarea spermei cu un smoc de p?r introdus оn vaginul unei iepe ?i extras dup? monta acesteia, ?i apoi introdus imediat оn vaginul altei iepe оn c?lduri.

Date sigure au stabilit c? оns?mвn??rile artificiale au fost aplicate оnc? оn secolul XVIII. Astfel se cunoa?te faptul c? fiziologul italian
Lazzaro Spallanzani оn anul 1778, inoculвnd unei c??ele sperma recoltat?, prin masturba?ie, de la un cвine a ob?inut trei produ?i. Experien?e asem?n?toare, cu rezultate bune au fost efectuate оn secolul al XIX-lea de c?tre Everett, Millais, Albrecht.

Studii aprofundate, bazate pe cercet?ri experimentale, au fost efectuate pentru prima dat? de fiziologul rus Ilia Ivanov (1860-1932), considerat pe drept cuvвnt, fondator al оns?mвn??rilor artificiale. Punвnd bazele teoretice ?i practice ale оns?mвn??rilor artificiale, Ivanov a aplicat, оn perioada 1889-1932, aceast? metod? la diferite specii (cabaline, bovine, ovine, porcine), mai оntвi ca mijloc profilactic pentru prevenirea bolilor infec?ioase ?i parazitare transmisibile prin mont?, ?i apoi ca metod? de ameliorare a raselor de animale. La ?coala creat? de Ivanov s-au format speciali?ti de prestigiu care au elaborat valorase studii despre tehnologia оns?mвn??rilor artificiale, biochimia spermei, perfec?ionarea aparaturii ?i instrumentarului.

Оns?mвn??rile artificiale au оnregistrat o larg? r?spвndire оntr-o perioada de timp relativ scurt? datorit? avantajelor mari pe care le prezint? оn ameliorarea animalelor. Astfel, Danemarca, Japonia ?i Israelul utilizeaz?, practic, numai оns?mвn?area artificial? la taurinele pentru lapte ?i la suine. Metoda are extindere mare оn SUA, ??rile din Europa ?i
Asia. Importan?a оns?mвn??rilor artificiale se manifest? sub diferite aspecte: zootehnic, economic, sanitar-veterinar ?i ?tiin?ific.

Gra?ie cre?terii substan?iale a eficien?ei utiliz?rii materialului seminal, prin aplicarea оns?mвn??rilor artificiale este posibil? folosirea celor mai valoro?i reproduc?tori masculi, testa?i dup? descenden?? ?i cu оnsu?iri morfo-productive deosebite, care intensific? progresul genetic- ameliorativ al efectivelor оntr-un timp scurt. Astfel, un taur testat poate avea pe durata vie?ii оntre 100.000 ?i 200.000 produ?i, vierul – peste 1000 оntr-un an, iar un arm?sar – peste 100 mвnji pe sezon.

La speciile cu un interval mare оntre genera?ii, asocierea biotehnicii оns?mвn??rilor artificiale cu conservarea prin congelare a spermei permite crearea unor b?nci de material seminal, care este unilizat dup? finalizarea la taurii de 6 sau 7 ani a testului de performare dup? prima lacta?ie normal? a fiicelor. Оn plus, peste 90% din caracterele morfoproductive care au un determinism genetic pot fi ameliorate prin folosirea оns?mвn??rilor artificiale.

Prin folosirea unui num?r redus de reproduc?tori оn centre specializate de reproduc?ie, cu sperma c?rora pot s? fie оns?mвn?ate un num?r mare de femele se realizeaz? economii оnsemnate de for?? de munc?, de furaje, de ad?posturi, putвnd fi оntre?inu?i оn condi?ii foarte bune reproduc?torii de mare valoare genetic?.

Оntre?inerea masculilor reproduc?tori оn ferme specializate permite men?inerea lor оn condi?ii optime de s?n?tate ?i оntre?inere, cu o produc?ie seminal? de calitate ?i indemn? de boli cu transmitere venerian?
(bruceloz?, tricomonoz?, vibrioz?). Garantarea indemnit??ii spermei fa?? de principalele boli infecto-contagioase face posibil schimbul interna?ional de gene prin importul exportul de material seminal congelat, f?r? suportarea inconvenientelor prilejuite de carantin?.

Derularea diferitelor etape ale оns?mвn??rilor artificiale majoreaz? substan?ial aportul factorului uman la procesul reproducerii, fapt care face necesar? оntocmirea ?i p?strarea unor eviden?e complete reducвnd prin aceasta pericolul transmiterii prin mo?tenire a unor boli genetice.

Alte avantaje ale оns?mвn??rilor artificiale se refer? la reproducerea artificial? a unor specii monogame (vulpile) ?i ob?inerea de hibrizi оntre specii, care оn mod natural nu se оmperecheaz? (оntre m?gar ?i iap?, оntre vac? ?i Iac, оntre bizonul european ?i bizonul american etc.).

Оns?mвn?area artificial? comport? ?i unele dezavantaje. Ele rezid? оn urm?toarele:

. folosirea reproduc?torilor necorespunz?tori din punct de vedere genetic are ac?iune negativ? asupra amelior?rii. De aceea, este absolut necesar s? se foloseasc? masculi de origine cunoscut?, testa?i dup? descendent?;

. posibilitatea comiterii unor erori оn etapele prelucr?rii, conserv?rii, transportului, depist?rii c?ldurilor ?i оns?mвn?area femelelor de c?tre persoanele antrenate оn procesul de munc?.

. Prin neglijarea profilaxiei bolilor genetice, оns?mвn??rile artificiale pot favoriza diseminarea unor boli, cum ar fi: boala chistic? ovarian?, sindromul spastic, criptorhidia ?i defecte de conforma?ie.

. Toate aceste neajunsuri pot fi оnl?turate оn cazul existen?ei оn re?eaua оns?mвn??rilor artificiale a unui personal calificat, care s? posede cuno?tin?e de biologia ?i patologia reproduc?iei, precum ?i de ameliorare.

Teoria ?i practica оns?mвn??rilor artificiale la animalele domestice cuprinde urm?toarele compartimente:

- studiul spermei;

- metodele de recoltare a spermei;

- controlul ?i diluarea spermei;

- metodele de conservare a spermei;

- inocularea spermei sau оns?mвn?area propriu-zis?.

Sperma

Sperma reprezint? un produs complex al aparatului genital mascul constituit din spermatozoizi ?i plasm? seminal?.

Plasma seminal? este alc?tuit? din fluidul testicular secretat de canaliculele testiculare, la care se adaug?, succesiv, secre?ia epididimului ?i a canalelor deferente, Cantitatea cea mai mare de lichid seminal cu rol biologic foarte important este secretat? de glandele anexe ale aparatului genital: glandele seminale, prostata ?i glandele bulbo- uretrale.

Sperma eliminat? de un mascul оn timpul unui act coital poart? denumirea de ejaculat.

Particularit??ile de structur? ale organelor genitale ?i dinamismul actului coital determin? varia?ii atвt оn volumul ejaculatului, cвt ?i оn compozi?ia lui la masculii de diferite specii. Astfel, volumul ejaculatului la arm?sar este de 60-80ml, maximum 200ml, la vier – respectiv 200-500 ?i
1000ml, la berbec – 1-2 ?i 3,5ml, la taur – 4-5ml ?i 15 ml, la cвine – 8-10
?i 25ml, la coco? – 0,3 ?i 2ml, la curcan – 0,25-0,4 ?i la gвscan 0,1-
1,3ml.

Оn func?ie de specie este diferit? ?i concentra?ia spermei. La animalele de tip vaginal de оns?mвn?are natural? concentra?ia spermiilor este de 5-10 ori mai mare оn compara?ie cu cea la animalele de tip uterin de оns?mвn?are. A?a, оntr-un mililitru de sperm? se g?sesc оn mediu: la berbec
– 2,5-3,5miliarde, la taur – 0,8-1,25miliarde, la vier – 0,15-0,21miliarde, la arm?sar – 0,1-0,15miliarde, la coco? – 2-4miliarde, la curcan – 2-
4miliarde ?i la gвnsac – 0,3-1miliard de spermi.

Raportul dintre spermi ?i plasma seminal? este diferit, оn dependen?? de specie ?i este оn corela?ie cu volumul ejaculatului ?i mai ales cu dezvoltarea glandelor anexe. Оn sperm?, spermii reprezint? 36% - la berbec,
14% - la taur, 7% - la vier ?i numai 1,75% - la arm?sar.

Compozi?ia chimic? a spermei

Din punct de vedere al compozi?iei chimice, sperma face parte din cele mai complicate lichide ale organismului. Apa constituie circa 90-98% din masa spermei, iar 2-10% revine substan?ei uscate, dintre care 60% sunt proteine. Constituen?ii principali ai spermei sunt proteinele ?i lipidele.
Оn compozi?ia proteinelor spermei sunt proteinele ?i lipidele. Оn compozi?ia proteinelor intr? aminoacizi care con?in sulf. Din lipidele spermatice, оntr-o cantitate mai mare se con?ine lecitina, bogat? оn fosfor. Оn 100ml sperm? de berbec se con?in pвn? la 355mg de fosfor, la taur – 82mg, la vier – 66mg ?i la arm?sar – 19mg. El are un rol important оn procesele biochimice ce se produc оn spermi.

Оn sperm? se con?in elemente minerale. Оn form? combinat? sau ca electroli?i, dintre care e de men?ionat: Sodiul, potasiul, calciul, magneziul, fosforul, zincul, clorurile, fosfa?ii etc. Zincul joac? un rol important оn procesul fecunda?iei, stimulвnd оn acela?i timp ac?iunea hormonilor androgeni.

Constituen?ii organici din sperm? au rol deosebit оn biologia spermilor, concretizat prin: asigurarea substratului energetic necesar metabolismului spermilor; ac?iune protectoare asupra game?ilor, prin neutralizarea efectului d?un?tor al unor constituen?i anorganici din sperm?; prevenirea aglutin?rii spermilor etc. Dintre substan?ele organice, o mare importan?? prezint?: fructoza, acidul citric, inozitolul, fosforil-colina ?i fosforil- gliceril-colina.

Fructoza este principalul glucid din sperm?. Ea a fost depistat? pentru dat? оn sperma de taur; ulterior s-a descoperit ?i оn sperma altor specii.
Con?inutul de fructoz? a spermei este, la 100ml, оn medie de 540mg la taur,
247mg la berbec, 15mg la arm?sar, 12mg la vier. Secretatq yn cea mai mare parte de glandele seminale, fructoza constituie sursa principal? de energie pentru spermi. Secre?ia fructozei este favorizat? de testosteron, iar sinteza ei este condi?ionat? de declan?area unor mecanisme hormonale.
Exist? o corela?ie semnificativ? оntre cantitatea de fructoz? din sperm? ?i procentul de fecunditate ob?inut. Determinarea indicelui de fructoliz? constituie o metod? eficace pentru aprecierea calit??ii spermei. Dintre alte substan?e de natur? glucidic?, оn sperm? se g?sesc: glucoza, galactoza, arabinoza, riboza ?i ribuloza.

Оn afar? de fructoz? ?i de celelalte monozaharide sperma con?ine cantit??i оnsemnate de sorbitol, secretat de glandele seminale. Sorbitolul serve?te, de asemenea, ca surs? energetic? pentru spermi, g?sindu-se оn cantit??i care variaz? оn limite foarte mari оn sperma diferitelor specii: la berbec – 26-120mg/100ml, la taur – 10-136mg/100ml, la vier – 6-
18mg/100ml, la arm?sar – 20-60mg/100ml sperm?.

Acidul citric este unul din constituen?ii caracteristici ai spermei, care оndepline?te multiple roluri, cum sunt: activator al fosfatazei alcaline, absolut necesar? оn anumite faze ale glicolizei anaerobe; оmpreun? cu sodiul ?i potasiul, acidul citric contribuie la realizarea presiunii osmotice a lichidului spermatic. Ca ?i fructoza, este secretat оn deosebi de glandele seminale, sub influen?a testosteronului. S?rurile acidului citric (citra?ii) sunt elemente ale sistemului-tampon al spermei, de aceea adausul de citrat de sodiu оn materialul seminal prelunge?te termenul de viabilitate a spermilor. Sperma diferitelor specii con?ine, оn medie, urm?toarele cantit??i de acid citric la 100ml sperma: la taur – 720mg, la vier – 130mg, la berbec – 120mg, la arm?sar – 26mg. Starea de оntre?inere a animalului influen?eaz? con?inutul de acid citric din sperm? influen?eaz? con?inutul de acid citric din sperm?, ca ?i de celelalte substan?e reduc?toare.

Inozitolul s-a descoperit ini?ial оn sperma de vier, fiind secretat de glandele seminale, avвnd o asem?nare de structur? cu glucoza ?i fructoza, face s? se presupun? c? ar juca rolul de intermediar chimic оntre glucide
?i hormonii androgeni. Con?inutul de inozitol, la 100 ml sperm? este: la vier 605-702mg, la taur 63,4mg, la berbec 40mg, la arm?sar 37,5mg.

Fosforil-colina ?i gliceril-fosforil-colina constituie con?inutul total al fosforului existent оn plasma seminal?. Gliceril-fosforil-colina este secretat?, оn principal, de epididim ?i se g?se?te оn cantitate destul de mare оn sperma tuturor speciilor. Оn sperm?, gliceril-fosforil-colina se g?se?te ca atare, dar ea este descompus? оn elemente mai simple (colin?, fosfoglicerol, glicerol liber) sub ac?iunea enzimelor secretate de aparatul genital femel; din aceste considerente, gliceril-fosforil-colina constituie o surs? de energie pentru spermi dup? depunerea lor оn organele genitale femele.

Prin determin?ri chimice, s-a constatat prezen?a оn sperm? a vitaminelor
A,C,D, a vitaminelor din complexul B, a vitaminei PP. Dintre acestea vitamina C este indispensabil? viabilit??ii spermilor, lipsa ei determinвnd cre?terea procentului de infecunditate. Cantitatea de acid ascorbic оn sperm? este cu mult mai mare decвt оn sвnge (4-14mg% оn sperm? fa?? de 0,2-
0,4mg% оn sвnge). Оn 100g testicul se g?sesc urm?toarele cantit??i de vitamina C: la taur – 29,39mg, la arm?sar 46mg, la iepure 14mg.

Sperma con?ine hormoni steroizi elabora?i de testicul. Оn sperma tuturor masculilor se g?sesc hormoni androgeni, ?i оn cantitate mai mic? – hormoni estrogeni, cu excep?ia spermei de arm?sar, unde estrogenii sunt оn cantitate mai mare.

Lichidul seminal con?ine ?i Prostaglandin? F2alfa оn concentra?ii care nu dep??esc 100mg/ml ?i care, prin ac?iunea ocitocic? asupra miometrului, favorizeaz? transportul spermilor оn c?ile genitale femele.

Atвt lichidul spermatic, cвt ?i spermii con?in numeroase enzime cu importan?? deosebit?, mai ales pentru activit??ile vitale ale celulelor seminale. Din acestea fac parte: catalaza, fosfatazele, mucinaza, tripsina, hialuronidaza etc.

Fosfatazele sunt enzime cu rol important оn metabolismul glucidelor.
Activitatea fosfatazic? este mai intens? la masculii care beneficiaz? de un regim ra?ional de hr?nire, оngrijire ?i exploatare, оn timp ce la animalele subalimentate, extenuate etc. activitatea fosfatazelor este mai redus?, de?i concentra?ia spermei variaz? оn limite normale. Fosfataza acid? este secretat? оn cea mai mare parte de glanda prostat?, fiind ca ?i fructoza, un indiciu al activit??ii androgene. Fosfataza alcalin?, secretat? оndeosebi de glandele seminale, intervine оn procesul de hidroliz? a fructozei.

Mucinaza este o enzim? secretat? de glandele anexe ale aparatului genital, cu rol de a lichefia mucusul cervical care, оn ultimele ore ale c?ldurilor, este mai vвscos, constituind un mediu nefavorabil pentru оnaintarea spermilor depu?i оn conductul genital.

Tripsina este o enzim? secretat? de glandele anexe, cu ac?iune mucolitic? asupra gelului periovocitar. Se c?se?te оn sperma p?s?rilor domestice (cu excep?ia gвnsacului), iar la animalele domestice este prezent? numai оn sperma de cвine. Activitatea tripsinei este asem?n?toare hialurinidazei.

Hialuronidaza se formeaz? оn epiteliul seminifer al testiculului la animalul adult ?i se g?se?te оn spermi, lipsind оn plasm?. Cercet?rile efectuate au confirmat ipoteza c? aceast? enzim? se afl? mai ales оn capul spermatozoidului. Hialuronidaza faciliteaz? procesul p?trunderii spermatozoidului оn ovul prin dislocarea celulelor foliculare care formeaz? coroana radiat?; pentru denudarea ovulului de celulele foliculare este necesar un num?r foarte mare de spermi care s? elibereze o cantitate crescut? de hialuronidaz?.

Cunoa?terea compozi?iei chimice a spermei contribuie mult la preg?tirea diluan?ilor care permit men?inerea ?i prelungirea viabilit??ii spermilor оn produsul conservat.

Morfologia spermului

Spre deosebire de celelalte celule din organismul animal, spermii sunt celule flagelate, avвnd atвt potenalitate eriditar? patern?, cвt ?i proprietatea de a se mi?ca.

Pentru prima dat? spermii au fost observa?i оn anul 1677 de c?tre studentul Hamm din Leida, оn sperma de om, iar doi ani mai tвrziu game?ii au fost observa?i оn sperma animalelor, de c?tre Leuwenhoech.

Celula spermatic? la animalele se deosebe?te de ovul ca m?rime, form? ?i mobilitate. Lungimea spermului este de aproximativ de dou? ori mai mic? decвt diametrul ovulului, iar volumul gametului mascul este de circa 60000 ori mai mic decвt cel al gametului femel. M?rimea spermilor variaz? оn limita de 50-80microni. Astfel, la taur ?i berbec lungimea spermului este de 75-80microni, la ?ap – 60-65microni, la arm?sar 50-60microni ?i la vier
– 50-55microni.

Studiul morfologic al spermilor a fost posibil datorit? colora?iilor vitale, tehnicilor biochimice ?i, оndeosebi microscopiei electronice.

Sub aspect morfologic spermul este format din: cap, gвt, piesa intermediar?, piesa principal? ?i piesa terminal?. Cele trei piese
(intermediar?, principal? ?i terminal?) alc?tuiesc la un loc flagelul sau coada spermului.

Capul spermului la mamifere este ovoid, alungit, aplatizat ?i u?or convex, cu grosimea maxim? la baz? ?i оngustat la vвrf, avвnd lungimea ?i l??imea de 8-10 microni ?i respectiv – 4-4,5microni la taur, berbec ?i vier, 5-7 ?i respectiv 2,7-4 microni la arm?sar, cвine ?i cotoi; grosimea spermilor la toate speciile este de 0,1-0,15 microni.

Din punct de vedere al structurilor chimice, capul spermului este format, оn special, din nucleoproteide ?i cantit??i mici de proteine libere, lipide
?i s?ruri. Nucleoproteidele con?in acid dezoxiribonucleic (AND) ?i o protein? simpl?, care, оn cazul mamiferelor este o histon?, iar оn cazul p?s?rilor – o protamin?. Histonele sunt reprezentate de circa 18 aminoacizi, dintre care arginina constituie aproximativ 25%. AND-ul reprezint? circa 55% din substan?a uscat? a capului spermului, iar оmpreun? cu histonele – 80-83%. Оn afar? de nucleoproteide capul spermului con?ine
?i lipoproteine (17-20%), care sunt concentrate оn special, оn acrozom.

Оn componen?a capului intr? mai multe forma?iuni: nucleul, acrozomul, perforatorul, capi?onul sau furoul postnuclear, protuberan?ele bazale, fosa de implanta?ie ?i membrana celular?.

Nucleul constituie partea principal? a capului spermului. Cromatina nuclear? con?ine acidul dezoxiribonucleic (43%), care reprezint? depozitul codificat al caracterelor ereditare, printre care figureaz? ?i cele de sex.

Partea anterioar? a membranei nucleare constituie membrana intern? a acrozomului ?i formeaz? corpul acrozomului.

Aproximativ 60% din suprafa?a nucleului anterior este acoperit de capi?onul acrozomului, care are un perete dublu de 0,1 micorni grosime ?i оncorporeaz? substan?a acrozomal?, corpusculii, corpul ?i vacuolele acrozomale. Restul de 40% din nucleu ?i membrana nuclear?, de la zona ecuatorial? spre baza capului este оnvelit de furoul nuclear. Prin forma sa, acrozomul constituie la conturarea profilului caracteristic al extremit??ii anterioare a capului spermului, pentru fiecare specie оn parte.

Perforatorul este o forma?iune dens? situat? оntre membrana nuclear? ?i acrozom. I se atribuie rol оn perforarea membranei ovulare оn timpul fecunda?iei.

Protuberan?ele bazale sunt ni?te forma?iuni semicirculare sau sferice a?ezate оn zona posterioar? a capului, оn jurul fosei de implanta?ie, respectiv оn jurul inser?iei gвtului spermului.

Fosa de implanta?ie este o оnfundare hemisferic? a p?r?ii posterioare a nucleului, оn care se g?se?te implantat? extremitatea apical? a filamentului axial al cozii spermului.

Membrana multistrat celular? acoper? complet capul, corpul ?i coada spermului, membrana extern? a acrozomului putвndu-se deta?a spontan оn coada epididimului la masculi cu absen?? sexual? оndelungat?; prin ruperea membranei celulare ?i a membranei externe a оnveli?ului acrozomului оn zona ecuatorial? se elibereaz? hialuronidaza necesar? penetr?rii ovulei.

Gвtul reprezint? piesa de leg?tur? dintre capul ?i coada spermului. Este o forma?iune dintre capul ?i coada spermului. este o forma?iune foarte scurt? dispus? оntre centriolul proximal ?i jum?tatea anterioar? a centriolului distal. Teaca mitocondrial? de 0,1 microni о?i afl? originea оn granulele bazale ale capului, care genereaz? o structur? mitocondrial? dublu spiralat? оn sensul acelor de ceasornic, care se continu? оn piesa intermediar? pвn? la inelul terminal Jensen.

Оn structura piesei intermediare, cu lungimea de 10-15 microni, intr? fibrele filamentului axial care sunt dispuse astfel: 2 fibrile centrale, 9 fibrile sub?iri care constituie cercul intern ?i 9 fibrile groase formвnd cercul extern. Filamentul axial este оmbr?cat de o c?ma?? mitocondrial?, dispus? sub forma unui filament spiralat dublu. La exterior se g?se?te o membran? bogat? оn lipide. Aceasta provine din protoplasma celular?, оn special din resturile aparatului Golgi, grupate ini?ial la nivelul gвtului.
Treptat protoplasma se distribuie de-a lungul piesei intermediare; acest proces are loc оn timpul tranzitului epididimar ?i constituie unul din fenomenele importante ale matur?rii spermului. Оn cazul cвnd nu se produce acest? disperare protoplasma grupat? la nivelul gвtului sau piesei intermediare, constituie pic?tura protoplasmatic?. Prezen?a pic?turii protoplasmatice este un indiciu al imaturit??ii spermului. Piesa intermediar? este constituit? оn cea mai mare parte din substan?e lipoproteice. Оn ea se g?sesc grupate majoritatea enzimelor spermului.
Piesa intermediar? furnizeaz? energia necesar? proceselor metabolice din spirala mitocondrial?.

Piesa principal? sau coada propriu-zis? (lung? de 35-45 microni ?i groas? de 0,4-0,8 microni) este delimitat? de inelul lui Jensen, situat la jum?tatea extern? a centriolului distal, ?i distal de piesa terminal?.

Fibrele din coada spermului, repartizate tot dup? formula 2+9+9 sunt acoperite de un оnveli? fibrilar spiralat alc?tuit dintr-o pereche helicoidal? cu mai mult de 400 de оnf??ur?ri.

Piesa terminal? are 3-4 microni lungime ?i este constituit? din por?iunea terminal? a fibrelor acoperite cu membrana celular? ?i din care lipse?te оnveli?ul spiralat fibrilar al cozii spermului.

Coada spermului con?ine lipoproteine, proteine simple ?i lipide (circa
23%). Оn compozi?ia lipidelor intr? fosfolipide (73,3%), colesterin
(14,5%), gliceride (9,6%) ?i cear? (2,6%). Dintre substan?ele minerale cele mai importante sunt fosforul, care ocup? 2,7% din substan?a uscat? a spermului, sodiul, potasiul, calciul, magneziul ?i sulful.

Mi?carea, fenomenul fiziologic caracteristic spermului, este rezultatul contractilit??ii fibrelor din filamentul axial. Rolul cel mai important оl au fibrele din cercul extern. Se sus?ine, c? punctul de plecare al contractilit??ii se afl? оn granulele bazale de la nivelul gвtului. Energia este furnizat? de moleculele mici, care se distrug оn procesul de contractilitate ?i sunt ref?cute de mitocondriile filamentului axial.

Propriet??ile biologice ale spermei

Reu?ita оns?mвn??rilor artificiale este legat? de viabilitatea ?i capacitatea fecundant? a spermei, care, la rвndul s?u, este asigurat? de propriet??ile biologice ale materialului seminal. Principalele caracteristici biologice ale spermei sunt: mobilitatea aglutinarea ?i metabolismul spermilor.

Mobilitatea reprezint? una din caracteristicile principale ale spermilor, prin care ace?tia se deosebesc de celelalte celule ale organismului.
Mobilitatea reprezint? un factor indispensabil viabilit??ii spermilor.

Mobilitatea ?i viabilitatea spermilor necesit? utilizarea energiei chimice ?i transformarea ei оn energie biologic?. Mi?carea spermului оn baza energiei biologice, se datoreaz? por?iunii sale terminale, care are o structur? similar? ciliatelor ?i flagelatelor. Mi?carea game?ilor este determinat? de contrac?iile cozii (flagelului) ?i de rotirea spermului оn jurul axei sale longitudinale. Prin contrac?iile cozii se asigur? mi?carea de avansare, iar capul, prin forma sa u?or exavat? (convex?) determin? rotirea оn jurul axei sale longitudinale. Оn felul acesta, spermul execut? mi?carea de «sfredelire ?i оnaintare».

Spermii pot realiza trei feluri de mi?c?ri:

. de оnaintare sau rectiline

. circular? sau «оn manej»

. de pendulare sau vibratoare

Pentru mamifere ?i p?s?ri mi?carea de оnaintare este considerat? normal?, pe cвnd mi?c?rile circular? ?i vibratoare sunt anormale.

La aprecierea spermei se ?ine seama оndeosebi de mobilitatea spermilor determinat? de viteza cu care ace?tia оnainteaz? оn cвmpul microscopic, precum ?i de procentul de spermi capabili s? execute aceast? mi?care.

Viteza de оnaintare a spermiilor variaz? оn func?ie de specie, de intervalul de timp cвnd se examineaz? sperma dup? recoltare, de pH-ul spermei de temperatura mediului ambiant etc. pe specii, viteza medie de оnaintare pe minut este urm?toarea: la arm?sar – 5,22 mm, la taur – 4,02 mm, la berbec – 3 mm, la cвine – 2,08 mm. Aceste date sunt posibile la un pH al spermei caracteristic spermei ?i la temperatura obi?nuit? a organismului animal (37-38(C).

Aglutinarea spermilor const? оn alipirea sau оncleierea acestora, sub form? de rozet? sau dezordonat? ca urmare a diminu?rii sau pierderii totale a sarcinii electrice negative. Aglutinarea este reversibil?, оn cazul cвnd spermii se reunesc оn form? de rozet?, alipindu-se numai de capul, iar mobilitatea cozii este p?strat? ?i ireversibil?, cвnd game?ii se alipesc de toat? suprafa?a celular? ?i r?mвn imobiliza?i (aglutinare dezordonat? sau total?).

Sc?derea sau absen?a sarcinii electrice negative are loc la apari?ia оn sperm? a particulelor оnc?rcate cu sarcin? electric? pozitiv?. Aglutinarea spermilor se produce mai ales la cre?terea concentra?iei ionilor de hidrogen ca urmare a acumul?rii оn mediu a acidului lactic. Astfel, оntr-un mediu cu aciditate sc?zut? (pH 5-6,4) spermii se adun? sub form? de rozet?, iar cвnd aciditatea este mai mare se produce aglutinarea dezordonat?
(total?) a spermilor ?i ace?tea nu mai fac mi?c?ri. Aglutinarea spermilor apare u?or оn prezen?a ionilor metalelor polivalente, precum ?i sub ac?iunea aglutininelor spermatice, prezente оn materialul seminal ?i оn vaginul femelei. Formarea aglutininelor spermatice este reac?ia organismului femel la p?trunderea parenteral? a proteinelor spermatice.
Prin urmare, la femelele tinere, nulipare aglutininele lipsesc sau sunt оntr-o cantitate mic?, pe cвnd la femelele оns?mвn?ate ?i mai ales la cele multipare aglutininele sunt оn cantit??i mari. Posibilitatea aglutin?rii spermilor trebuie luat? оn considerare ?i la utilizarea diluan?ilor lapte- ou sau la ad?ugarea оn diluan?i a plasmei sanguine.

Aglutinarea spermilor poate fi prevenit? prin reac?ia de antiaglutinare.
Оn condi?ii naturale, оn conductul genital femel aglutinarea spermilor este prevenit? de antiaglutininele, care se con?in оn lichidul folicular al ovarului ?i оn sperma masculului (оn secre?ia prostatic?). Datorit? acestor particularit??i aglutinarea spermilor la animalele s?n?toase se оnregistreaz? rar.

Metabolismul

Reprezint? procesul biologic fundamental prin care se asigur? energia necesar? mobilit??ii ?i viabilit??ii spermilor. Substan?ele energetice se g?sesc оn spermi sau оn plasma seminal?, ceea ce demonstreaz? existen?a a dou? surse energetice. Astfel, s-a demonstrat c? produsele metabolice se produc atвt la nivelul spermilor, cвt ?i оn plasma seminal?. Spermii pot utiliza energia chimic? necesar? mobilit??ii ?i viabilit??ii оn mediul anaerob, dar ?i оn cel aerob.

Metabolismul оn mediul aerob. La baza metabolismului aerob st? mecanismul glicolitic. El se caracterizeaz? prin activitate respiratorie intens? оnso?it? de diminuarea progresiv? a fructozei ?i apari?ia оn sperm? a acidului lactic. Оn mediul aerob spermii folosesc ca substrat energetic glucidele ?i оn primul rвnd, fructoza. Ca rezultat al metabolismului apare acidul lactic. O parte din fructoz? este oxidat? pвn? la stadiul de CO2 ?i
H2O. Rezult? c? оn condi?ii de aerobioz? spermii manifest? ?i activitate respiratorie (consum de oxigen), a c?rei intensitate depinde оn mare m?sur? de concentra?ia spermei. Astfel, volumul de oxigen (mm3) consumat оn decurs de o or? la temperatura de 20(C de c?tre 100 milioane de spermi variaz? оn func?ie de specie:

La taur – 3,4

La berbec – 8,4

La arm?sar – 4,3

La vier – 7,2

Coborвrea temperaturii spermei pвn? la 10(C reduce intensitatea activit??ii respiratorii de 2 ori. La temperatura de 0(C activitatea respiratorie a spermilor se manifest? foarte slab. Cre?terea acidit??ii mediului inhib? respira?ia, iar alcalinizarea mediului o intensific?.

Spermii u?or oxideaz? ?i sorbitolul, secretat de glandele seminale.
Acesta serve?te, de asemenea, ca surs? energetic? pentru spermi. Оn anumite cantit??i sorbitolul оn spermi se formeaz? din fructoz? ?i glucoz?.
Deoarece fructoza se con?ine оn cantit??i mai mari оn sperma rumeg?toarelor
?i cantitatea de sorbitol este mai mare оn sperma acestor reproduc?tori: la taur – 10-136 mg%, la berbec – 26-120 mg%, la vier – 6-18 mg% ?i la arm?sar
20-60 mg%.

Activitatea respiratorie la spermi se produce datorit? enzimelor оn special sub influen?a citocromoxidazei. Оn prezent оn sperm? a fost descoperit оntregul complex de fermen?i oxidan?i. Cantitatea enzimelor din sperm? variaz? оn func?ie de specie: cantitatea enzimelor din sperma de arm?sar ?i vier este de cвteva ori mai mare decвt din sperma rumeg?toarelor.

De obicei, оn procesul de metabolism, spermii folosesc substan?ele energetice (zah?rurile) care se g?sesc оn plasma seminal?; оn cazul epuiz?rii rezervelor din sperm?, game?ii folosesc fosfolipidele care constituie principala surs? de energie intracelular?. Mai mult se utilizeaz? fosfolipidele din sperma berbecului, probabil de aceea c? оn sperma acestuia rezervele de zah?r se epuizeaz? оn 3-6 ore.

Etapele mecanismului fosfolipidic decurg dup? urm?toarea schem? general?:

- degradarea hidrolitic? a fosfolipidelor;

- oxidarea acizilor gra?i.

Acest tip de metabolism оn care se folosesc numai substan?e energetice intracelulare, denumit ?i metabolism endogen, nu este оnso?it de formarea acidului lactic.

Spermii sunt celule care fac parte din anaerobii facultativi, adic? game?ii se pot mi?ca atвt оn condi?ii de aerobioz?, cвt ?i оn condi?ii de anaerobioz?.

Оn sperma masculilor de tip vaginal de оns?mвn?are natural? (taur, berbec) se con?in cantit??i importante de zaharuri (pвn? la 1500 mg%), pe cвnd оn sperma reproduc?torilor de tip uterin de mont? natural? se eviden?iaz? numai urme de zah?r, de aceea spermii la aceste specii nu sunt capabili, sau manifest? o capacitate slab? de glicoliz?.

Metabolismul оn mediul anaerob. Оn condi?ii de anaerobioz?, substratul energetic al spermilor este preluat numai din mediul ambiant, adic? din plasma seminal?. Ca ?i оn mediul aerob, spermii folosesc ca substrat energetic monozaharidele: fructoza, glucoza ?i manoza, rolul cel mai important avвndu-l fructoza. Оntre glicoliza aerob? ?i anaerob? exist? urm?toarea deosebire esen?ial?: оn glicoliza aerob? o parte din acidul lactic rezultat prin descompunerea monozaharidului este oxidat? mai departe pвn? la ob?inerea de H2O ?i CO2, constituind prin aceasta o surs? de energie suplimentar?, care duce la sc?derea consumului de monozaharide; оn glicoliza anaerob? acidul lactic, care constituie produsul final al glicolizei, nu mai sufer? оn continuare procesul de oxidare.

Оn sperma animalelor domestice, eliberarea de energie se face pe baza proceselor oxidative ?i glicolitice. La taur, berbec ?i ?ap, fiindc? sperma este bogat? оn glucide ?i s?rac? оn electroli?i, au loc ambele procese (de intensitate egal?). La arm?sar, vier ?i cвine, specii la care sperma este s?rac? оn glucide ?i bogat? оn electroli?i, predomin? procesele oxidative.

Intensitatea mecanismului glucolitic este mai mare la un pH de 7,6; оn cazul acidul?rii mediului pвn? la pH 6,4 sau la alcalinizarea acestuia procesul de glicoliz? sl?be?te.

Principalul glucid din sperm? este fructoza. Secretat? оn cea mai mare parte de glandele seminale ea constituie sursa principal? de energie pentru spermi. De aceea, оn spermii, care se g?sesc оn canalele ?i epididimul testicular procesul de fructoliz? nu are loc.

La ad?ugarea оn sperm? a glucozei coeficientul de respira?ie cre?te, ceea ce denot? intensificarea utiliz?rii zah?rului de c?tre spermi. Spermul este o celul? cu permeabilitate ridicat? ?i permite trecerea din plasm? a zah?rului, de aceea includerea оn compozi?ia mediilor de dilu?ie a zah?rurilor prelunge?te viabilitatea game?ilor, prevenind totodat? epuizarea rezervelor energetice proprii. Prin membrana celular? a spermului u?or trece glucoza sau fructoza, mai greu trec dizaharidele ?i este impermebil? pentru zaharuri fosforilate.

Din problemele complicate ale metabolismului spermilor, pentru aplicarea practic? a оns?mвn??rilor artificiale este important c? game?ii mamiferelor оn mediul ambiant sunt capabili s? consume oxigen ?i glucoz?, iar оn cazul prezen?ei zah?rului ace?tea pot tr?i ?i se mi?ca ?i f?r? oxigen. Astfel, оn condi?ii de anaerobioz? spermii tr?iesc mai mult decвt оn prezen?a oxigenului. Pe aceast? capacitate a spermilor se bazeaz? metoda de p?strare a spermei sub un strat de ulei de vazelin?, care limiteaz? aera?ia, iar prin urmare ?i procesele de oxidare.

Odat? cu acumularea acidului lactic spermii trec оntr-o stare de anabioz?; la alcalinizarea mediului ?i ridicarea temperaturii mobilitatea game?ilor se restabile?te. Anabioza acid? poate fi folosit? la conservarea spermei. Trecerea spermilor оn st?ri de anabioz? permite m?rirea termenului de p?strare a spermei оn afara organismului pвn? la cвteva zile.

Prin оnc?lzire sau alcalinizarea mediului spermii se scot din starea de anabioz?.

Dup? cum am men?ionat mai sus, una din caracteristicile principale ale spermilor este mobilitatea, adic? capacitatea de a se mi?ca activ pe baza energiei provenit? din mecanismul glicolitic ?i activitatea respiratorie.
Pentru a se mi?ca, spermii necesit? acid adenozin-trifosforic (ATP). Sperma taurilor fertili con?ine 7-11 mg% de ATP. Sc?derea nivelului de ATP pвn? la
3 mg% reduce fecunditatea spermilor. Prin procesele de fructoliz? are loc transformarea fructozei ce duce la apari?ia unei importante cantit??i de energie chimic?. Aceasta se acumuleaz? sub form? de ATP, care ulterior, prin desfacerea leg?turilor macroergice, furnizeaz? energie pentru contractarea cozii spermului. Оn coada spermului a fost pus? оn eviden?? spermozina, analog al actomiozinei din mu?chi. Sub ac?iunea spermozinei, care are propriet??i enzimatice se desfac leg?turile macroergice ale ATP, din care apar acidul adenozin-difosforic ?i acidul fosforic; оn rezultatul acestui proces spermii sunt asigura?i cu energie. Activitatea enzimatic? a spermozinei este optim? la nivelul pH-ului de 8,3, de aceea, alcalinizarea spermei intensific? mobilitatea spermilor. Adaosul de ATP оn sperm? nu modific? mobilitatea spermilor deoarece membrana celulei spermatice nu las? s? treac? acidul adenozin-trifosforic. Glucoza, ad?ugat? la sperm?, amelioreaz? procesul de glicoliz?, iar prin urmare, ?i activitatea respiratorie a spermilor, men?inвndu-se astfel mobilitatea lor.

Raportul dintre intensitatea proceselor de glicoliz? ?i activitatea respiratorie a spermilor la animalele domestice determin? dou? tipuri de sperm?:

- Sperm? care con?ine cantit??i mai mari de zaharuri ?i slab asigurat? cu enzime cito-respiratorii. Spermii sunt capabili de glicoliz? ?i activitate respiratorie оn m?suri egale. A?a tip de spermi este caracteristic pentru tauri, berbeci ?i ?api;

- Sperm? care con?ine doar urme de zah?r, оn schimb este bine asigurat? cu fermen?i cito-respiratori. Predomin? procesele de activitate respiratorie; datorit? con?inutului redus de zaharuri se cheltuie оn scopuri energetice, cu preponderen?? lipidele. Este caracteristic? arm?sarilor, vierului ?i cвinelui.

Ac?iunea asupra spermilor a factorilor de mediu

Deoarece o mare varietate de factori fizico-chimici ?i biologici afecteaz? grav viabilitatea spermilor, la prelevare ?i prelucrarea materialului seminal trebuie s? se cunoasc? ac?iunea asupra game?ilor a diferitor factori de mediu, cum ar fi: temperatura, lumina, presiunea osmotic?, reac?ia mediului, flora bacterian? etc.

Temperatura. Viabilitatea ?i mobilitatea optim? a spermiilor se men?ine o anumit? perioad? de timp la temperatura fiziologic?, de 37-38(C. Ridicarea temperaturii pвn? la 40(C asigur? activizarea mobilit??ii game?ilor, оns? brusc se reduce termenul de viabilitate al spermilor. La temperatura de
45(C game?ii mor datorit? coagul?rii proteinelor spermatice.

Coborвrea treptat? a temperaturii reduce activitatea cinetic? a celulelor spermatice, deoarece are loc inhibarea (diminuarea) proceselor de respira?ie ?i glicoliz?. La temperatura de 15(C mi?carea spermiilor devine vibratorie, iar dup? r?cirea pвn? la +5(C mi?carea game?ilor оnceteaz? – apare anabioza termic? a spermiilor. Exist? o rela?ie invers propor?ional? оntre temperatura ?i termenul de p?strare a viabilit??ii spermiilor.
R?cirea spermei оntr-un interval de timp scurt, precum ?i trecerea brusc? de la temperaturi ridicate la temperaturi coborвte provoac? la spermi ?ocul termic (frigorific), exprimat prin pierderea capacit??ii fecundative de c?tre game?i, apari?ia formelor teratologice de spermi ?i chiar moartea acestora.

Exist? mai multe teorii ?i ipoteze referitoare la producerea ?ocului termic, оns? nici una nu elucideaz? complet mecanismul apari?iei acestuia.
Se consider? c? un rol important оn acest sens оl au procesele de osmoz? ?i difuzie din sperm?. Cu cвt aceste procese decurg mai lent, cu atвt manifest?rile ?ocului sunt mai atenuate.

?ocul termic se manifest? deja la temperatura de +25-20(C, оns? spermii sunt mai sensibili fa?? de acest fenoment la r?cirea spermei proasp?t recoltat? mai jos de +18(C. De aceea, оn sala de recolt?ri ?i оn laboratorul unde se lucreaz? cu sperma, temperatura nu trebuie s? fie sub limita de +18(C.

Posibilitatea apari?iei ?ocului termic trebuie luat? оn seam? mai ales la prelucrarea spermei de taur ?i berbec, care datorit? volumului mic al ejaculatului, se r?ce?te mai repede.

Оn practica оns?mвn??rilor artificiale, pentru atenuarea ?ocului termic se folose?te g?lbenu?ul de ou de g?in?. Lecitina, con?inut? оn g?lbenu?, se absoarbe la suprafa?a game?ilor ?i formeaz? o pelicul?, care protejeaz? membrana celular? a spermiului ?i оl face s? reziste la ac?iunea ?ocant? a frigului. Alt? metod? de prevenire a ?ocului termic este coborвrea treptat? a temperaturii pвn? la +4-2(C, care face posibil? adaptarea spermiilor la regimul de temperatur? dat.

Punerea spermiilor оn condi?ii de anabioz?, prin crearea unor temperaturi sc?zute, st? la baza conserv?rii materialului seminal prin refrigerare sau congelare. Dup? reanimare, prin ridicarea temperaturii, game?ii о?i restabilesc mobilitatea ?i capacitatea fecundant?.

Lumina. Razele solare directe omoar? spermii оn timp de 20-40 minute.
Lumina difuz? nu influen?eaz? viabilitatea game?ilor. Prin urmare, la prelevarea ?i procesarea materialului seminal se evit? ac?iunea asupra ejaculatelor, a razelor solare directe.

Reac?ia mediului. Este proprietatea fizico-chimic? a spermei care reprezint? gradul de aciditate sau concentra?ia ei оn ioni de hidrogen.
Оntre pH-ul spermei, concentra?ie ?i metabolism exist? o strвns? corela?ie.
Astfel оn sperma deas? de berbec ?i taur pH-ul are tendin?? de aciditate
(6,6-6,9), ca rezultat al metabolismului cumulat оn acid lactic al spermiilor, оn timp ce la sperma rar? de arm?sar ?i vier pH-ul este u?or alcalin (7,0-7,9), din cauza num?rului redus de game?i care elibereaz? mai pu?in acid lactic.

Glucoza este considerat? ca surs? principal? de energie a spermiilor atвt оn mediul aerob cвt ?i оn cel anaerob; la sperma cu o concentra?ie ridicat? оn fructoz? se constat? diminuarea оntr-un timp foarte scurt al pH-ului dat de acumularea acidului lactic: la valoarea pH-ului de 6,3-6,4 apare anabioza acid? a spermiilor. Acest principiu este pus la baza conserv?rii spermiilor. Acest principiu este pus la baza conserv?rii spermei la temperatura camerei (+16-18(C) ?i оn medii u?or acide (prin barbotarea mediilor cu CO2).

Cre?terea оn continuare a acidit??ii (pH