Реферат: Окисно-відновні процеси в статевих клітинах бугаїв і корів, способи оцінювання якості та підвищення запліднюваності
Сперма бугаїв характеризується високою інтенсивністю окисно-відновних процесів. Так, дихальна активність сперміїв становить 17,8±0,55 нг-атом О/108 сперміїв/хв, швидкість відновлення калію фериціаніду – 8,6±0,97 мкг К3 …/108 сперміїв/хв, активність СДГ – 11,2±0,21 і ЦХО – 33,1±0,37 мкМ/хв/л, вміст аскорбінової кислоти – 37,3±3,51 мкг/мл, окиснених продуктів – 10,7±1,08 мкг/мл, загальний вміст 47,7±3,31 мкг/мл; відношення окремих складових до загального вмісту, відповідно, 78,2 : 22,4 (табл. 1). Вміст альбуміну 16,9±1,00%, глобулінів: a- 30,6±2,17%, b- 15,7±0,93%, g- 30,6±1,55%. При високих середніх значеннях, встановлено значні коливання величин досліджених біохімічних показників. Так, коефіцієнт варіації споживання кисню і аскорбінової кислоти та їх компонент становить більше 50%, активності ферментів від 30 до 50%, відновної здатності – 20,9%.
Таблиця 1
Характеристика біохімічних показників еякулятів бугаїв
| Досліджувані показники | n | M ± m | CV | lim | |
| Споживання кисню, нг-атом О/ 108 сперміїв / хв: спермою | 187 | 17,8 ± 0,55 | 59,1 | 5,3 – 60,7 | |
| в тому числі: мітохондріальне | 187 | 9,4 ± 0,39 | 55,8 | 4,1 – 32,8 | |
| азидрезистентне | 186 | 10,9 ± 0,56 | 70,1 | 1,3 – 27,2 | |
| Відновна активність, мкг К3 …/108 сперміїв/хв | 118 | 8,6 ± 0,97 | 20,9 | 0,1 – 26,0 | |
| Активність СДГ, мкМ/хв/л | 661 | 11,2 ± 0,21 | 48,5 | 0,5 – 55,0 | |
| Активність ЦХО, мкМ/хв/л | 678 | 33,1 ± 0,37 | 29,3 | 0,5 – 100,0 | |
| Вміст, мкг/мл: | аскорбінової кислоти | 280 |
37,3 ± 3,51 |
69,7 | 5,0 – 110,0 |
| окиснених продуктів (дегідроаскорбінової і дикетогулонової кислот) | 280 | 10,7 ± 1,08 | 90,7 | 0,5 – 45,0 | |
| загальний (аскорбінової кислоти + окиснених продуктів) | 280 | 47,7 ± 3,31 | 52,6 | 5,0 – 150,0 | |
Фактори впливу на інтенсивність окисно-відновних процесів у еякулятах бугаїв
Мінливість наведених показників зумовлена зрілістюсперміїв в еякуляті, індивідуальними особливостями плідників, що залежить від генетичних факторів, відмінністю першого і другого еякулятів, отриманих у той самий день та різні. Спермії отримані з придатка сім’яника, порівняно з еякульованими, характеризуються нижчими значеннями споживання кисню на 73,2% та відновної здатності на 95,0%. Від загальної кількості спожитого кисню аеробний гліколіз займає у сперміях з придатка сім’яника 16,7%, еякульованих – 48,1%, активність НАД-залежної ланки дихального ланцюга, відповідно, 41,6% і 34,0% та термінальної (ЦХО) у перших – не змінюється, других – 8,0%.
За дихальною активністю різниця між першим і другим еякулятами становить 42,8%, її мітохондріальною та азидрезистентною компонентами, відповідно, 71,5 і 24,6%, активністю СДГ і ЦХО – 82,0 і 77,8%, вмістом аскорбінової кислоти – 66,7%, продуктами окиснення не відрізняються, а за загальним вмістом – 40,0%. За фізіологічними показниками еякуляту різниця становить: об’ємом – 33,4%, концентрацією та кількістю живих сперміїв, відповідно, 44,5 та 19,1%.
При дослідженні сперми бугаїв у різні дні найбільша різниця виявлена за активністю СДГ та вмістом аскорбінової кислоти –100,0%, споживанням кисню, в тому числі, мітохондріальним та азидрезистентним – 58,6–61,0%, окисненими продуктами аскорбінової кислоти та активністю ЦХО – 50%. Коливання фізіологічних показників становлять: об’єму еякуляту 15,3–25,0%, концентрації сперміїв 25,0–80,0%, кількості живих 8,0–27,1%.
Різниця за індивідуальними особливостями бугаїв становить: споживання кисню сперміями у еякуляті – 42,0%, його мітохондріальною і азидрезистентною компонентами, відповідно, 38,7 і 46,0%, активності СДГ та ЦХО – 12,5 та 8,1%, вмісту аскорбінової кислоти – 67,8% (р<0,01), окиснених продуктів – 50,9% (р<0,05). За фізіологічними показниками еякулятів, а саме, об’ємом на 22,4%, концентрацією сперміїв – 7,8%, кількістю живих – 4,7%.
Біохімічні показники сперми змінюються в залежності від сезону року і, навесні проявляються низькі значення споживання кисню (нг-атом О/108 сперміїв/хв) 16,3±0,81, мітохондріального і азидрезистентного дихання – 7,6±0,48 і 8,7±0,46, активності СДГ 10,8±0,41, ЦХО 31,6±0,76 мкМ/хв/л. Влітку величини значень досліджуваних показників залишаються майже на тому ж рівні. Винятком є мітохондріальне дихання та активність СДГ, які збільшуються, відповідно, на 30,2% (р<0,05) та 9,2%. Восени підвищується споживання кисню спермою на 87,7% (р<0,001), в тому числі, мітохондріальне на 10,1% (р<0,001), азидрезистентне у 2,4 рази (р<0,001), активність ЦХО на 14,7% (р<0,001). Активність СДГ, порівняно з літнім періодом, не змінюється і становить 11,5±0,36 мкМ/хв/л. Взимку значення показників знижується, порівняно з осіннім періодом: споживання кисню спермою на 17,2% (р<0,01), азидрезистентне дихання на 28,1% (р<0,001), активність СДГ на 2,7%, ЦХО на 6,2% (р<0,05). Мітохондріальне дихання не змінюється і становить 11,0±0,76 нг-атом О/108 сперміїв. Вміст аскорбінової кислоти взимку і навесні майже однаковий (37,0 мкг/мл), влітку знижується на 21,4%, а восени знову підвищується до 53,7±4,59 мкг/мл (на 84,5%). Вміст дегідроаскорбінової і дикетогулонової кислот, низький взимку (11,2±1,04 мкг/мл), навесні і влітку збільшується на 13,4 і 26,8% (р<0,001), а восени досягає максимального значення – 20,9±1,11 мкг/мл. При цьому, відношення окремих складових у загальному вмісті аскорбінової кислоти свідчить про зниження частки аскорбінової кислоти від початку весни до літана 5,0% і зростання окиснених продуктів на 12,5% (р<0,05). Влітку вміст дегідроаскорбінової і дикетогулонової кислот зменшується на 10,5%, а аскорбінової кислоти підвищується на 3,8%. Восени відношення аскорбінова кислота : окиснені продукти у загальному вмісті становить 71,9±2,43 : 28,1±2,44% і майже таке ж взимку (77,1±3,75:22,9±3,72%). Із фізіологічних показників еякуляту з сезоном року змінюється об’єм, з низького восени (3,4±0,21мл), взимку підвищується на 24,5% (р<0,001) і навесні досягає максимального значення (5,0±0,16мл). Влітку величина показника знижується на 20,0% (р<0,001), порівняно із весняним періодом, проте вища, ніж восени на 15,0% (р<0,05). Концентрація сперміїв максимальна в осінній період (1,05±0,03Ч109 /мл), зимою знижується на 8,6%, а весною і влітку – в межах 0,88–0,89Ч109 /мл. Кількість живих сперміїв в еякуляті низька весною (65,9±0,81%), влітку збільшується на 7,1% (р<0,001), а восени та взимку поступово знижується, відповідно, на 3,0 та 3,7%.
Вказані біохімічні показники змінюються з віком бугаїв . Зокрема, у спермі 2–3-річних плідників інтенсивність споживання кисню становить 26,5±4,70 нг-атом О/108 сперміїв/хв, зі збільшенням віку до 5 років підвищується на 4,1% і у 6–9 річних залишається майже на тому ж рівні (27,0±3,35 нг-атом О/108 сперміїв/хв). Частка кисню реалізована мітохондріями сперміїв у 2–3 річних бугаїв становить10,8±2,75 нг-атом О/108 /хв, у 4–5-річних збільшується на 32,4%, старших 6-ти річного віку знову знижується на 27,7%. Азидрезистентне дихання у спермі плідників 4–5 років низьке (13,1±0,99 нг-атом О/108 /хв), у 2–3 та 6–9-річних вище, відповідно, на 19,8 та 27,4%.
Отже, у загальному об’ємі кисню утилізованого сперміями 2–3 річних бугаїв переважають немітохондріальні процеси (відношення до загальної кількості спожитого кисню мітохондріальної і немітохондріальної компонент – 40,7:59,2), у 4–5 річних зростає мітохондріальна компонента дихання (51,8:47,5), а у спермі плідників 6–9 річного віку – підвищується немітохондріальна (41,4:61,8).
Активність ферментів у спермі бугаїв від 2-х до 6 років майже не змінюється (СДГ 9,4–10,6 і ЦХО 30,5–32,3 мкМ/хв/л), у 6–9-річному віці зростає, відповідно, на 65,9 і 26,2% (р<0,001). Вміст аскорбінової кислоти характерний високим значенням (40,6±3,79 мкг/мл) в еякулятах бугаїв у віці 4–5 років, у 2–3 та 6–9-річних нижчий на 11,2–13,1%. Вміст дегідроаскорбінової і дикетогулонової кислот у спермі молодих бугаїв (2–3 роки) високий (12,5±1,53 мкг/мл), у 4–5 річних знижується на 14,6% (10,9±1,38 мкг/мл) і в 6–9 річних 7,3±1,06 мкг/мл що, нижче попереднього на 33,1% (р<0,05) і вихідного на 41,6% (р<0,01). Аналіз результатів свідчить про вірогідне (р<0,01) підвищення частки аскорбінової кислоти з 74,4% в еякулятах 2–3 річних плідників до 84,3% у 6–9 річних. Вміст продуктів окиснення вірогідно (р<0,01) знижується з 27,3% у 2–3 річному віці до 17,2% у 6–9-річних. Вікова динаміка фізіологічних показників еякулятів характерна низьким об’ємом (3,1±0,15 мл) у 2–3-річних бугаїв, але високим значенням концентрації та кількості живих сперміїв, відповідно, 0,97±0,05Ч109 /мл та 70,7±1,22%. Зі збільшенням віку до 5 років об’єм еякуляту підвищується на 45,1% (р<0,001), концентрація сперміїв на 10,3%, а кількість живих знижується на 3,5% (р<0,05).У 6–9 річних бугаїв об’єм еякуляту ще підвищується – на 15,5%, а концентрація і кількість живих сперміїв зменшуються, відповідно, на 14,7% і 1,6%.
Породні особливості окисно-відновних процесів у еякулятах бугаїв характерні високим споживанням кисню у спермі британо-фризьких та голштинських бугаїв (25,5±3,70 нг-атом О/108 сперміїв/хв), голландських і німецьких – нижчим, відповідно, на 10,8% і 16,9%. В еякулятах плідників української чорно-рябої молочної породи величина вказаного показника 20,2±3,27 нг-атом О/108 сперміїв/хв, що нижче ніж у британо-фризьких на 26,2%. Однак, у британо-фризьких та голштинських бугаїв понижене мітохондріальне дихання (10,3±2,75 і 8,7±0,21 нг-атом О/108 сперміїв/хв) і високе азидрезистентне (14,7±2,15 і 16,3±1,63 нг-атом О/108 сперміїв /хв). Існує вірогідна різниця між значеннями мітохондріального дихання в еякулятах голштинських та голландських бугаїв (35,6%; р<0,001) і азидрезистентного – голштинських та українських чорно-рябих молочних (61,3%; р<0,05). В еякулятах плідників інших порід мітохондріальне та азидрезистентне споживання кисню майже не відрізняється і становить, відповідно, 10,6–11,8 та 10,1–12,9 нг-атом О/108 сперміїв/хв.
Активність окисних ферментів у зв’язку з породною належністю плідників також відрізняється і СДГ у спермі бугаїв німецької чорно-рябої породи становить 12,6±0,23 мкМ/хв/л, ЦХО – голштинських та британо-фризьких – 40,0±3,53 та 38,6±1,62 мкМ/хв/л. Вірогідна різниця активності СДГ (р<0,001) встановлена між еякулятами бугаїв німецької та голландської чорно-рябої порід, а ЦХО – голштинської, британо-фризької та української чорно-рябої молочної породи (р<0,01–0,001).
Найбільший об’єм еякуляту у бугаїв голштинської породи (4,5±0,47мл), нижчий на 4,5% в української чорно-рябої молочної, ще менший на 8,9–11,2% у голландських та німецьких чорно-рябих і найнижчий (3,8±0,21мл) у британо-фризьких. Максимальна концентрація сперміїв в еякулятах бугаїв німецької чорно-рябої породи (1,15±0,02Ч109 /мл), нижча на 4,4–5,3% голландської та британо-фризької, ще менша у голштинських та українськихчорно-рябих, відповідно, на 11,4 і 14,0% (р<0,05 і 0,001). Кількість живих сперміїв у еякулятах плідників британо-фризької, голштинської та німецької порід однакова (68,0%), нижча на 1,0 – 2,0% у бугаїв української чорно-рябої та голландської селекції.
Інтенсивність окисно-відновних процесів в еякулятах бугаїв і якість сперміїв
Кореляції між показниками інтенсивності окисно-відновних процесів у еякулятах бугаїв та фізіологічними показниками сперміїв.Аналізом взаємозв’язків між біохімічними показниками встановлено, що дихальна активність сперми характеризує в більшій мірі (h = 0,72) споживання кисню мітохондріями та в меншій (h = 0,65) – інтенсивність азидрезистентного дихання, активність СДГ і ЦХО (h = 0,46 – 0,48). При цьому, споживання кисню мітохондріями позитивно корелює з дихальною активністю сперми (h = 0,60), інтенсивністю азидрезистентного дихання, активністю СДГ і ЦХО (h = 0,50 – 0,52), а азидрезистентне – проявляє сильний вплив на дихальну активність сперми (h = 0,74) і середній – на споживання кисню мітохондріями (h = 0,57), активність ЦХО (h = 0,52) і СДГ (h = 0,47). Між активністю СДГ і ЦХ?