Реферат: Окисно-відновні процеси в статевих клітинах бугаїв і корів, способи оцінювання якості та підвищення запліднюваності

Породні особливості окисно-відновних процесів у еякулятах бугаїв характерні високим споживанням кисню у сперм британо-фризьких та голштинських бугаїв (25,5±3,70 нг-атом О/108сперміїв/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/108сперміїв/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/108сперміїв/хв) 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) азидрезистентного – голштинських та українських чорно-рябих молочних (61,3%; р<0,05). В еякулятах плідників нших порід мітохондріальне та азидрезистентне споживання кисню майже не відрізняється становить, відповідно, 10,6–11,8 та 10,1–12,9 нг-атом О/108сперміїв/хв.

Активність окисних ферментів у зв’язку з породною належністю плідників також відрізняється і СДГ у спермі бугаїв німецько 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 українських чорно-рябих, відповідно, на 11,4 і 14,0% (р<0,05 і 0,001). Кількість живих сперміїв у еякулятах плідників британо-фризької, голштинсько 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 інтенсивност 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 ЦХО існує сильний взаємозв’язок (h = 0,70 0,71), а між вказаними ферментами споживанням кисню спермою, мітохондріальною та азидрезистентною компонентами дихання – середній (h = 0,48 – 0,50). Активність СДГ корелює з вмістом фракцій розчинних білків свіжоотриманої сперми, вплива на величину їх значень в процесі інкубування сперміїв. Кореляційне відношення за активністю СДГ для альбуміну свіжоотриманих еякулятів становить h = 0,33 і знижується, в нкубованій спермі, до h = 0,30. Величина статистичного показника також зменшується для b- глобулінів, з h = 0,37 у свіжоотриманій спермі до h = 0,30 у інкубованій. Для a- і g- глобулінів, кореляційне відношення за активністю СДГ збільшується, відповідно, з 0,44 до 0,46 і з 0,41 до 0,53. Вміст альбуміну виявляє більший вплив на активність ферменту (h = 0,37) ніж навпаки (h = 0,33), для a- і g- глобулінів – рівнозначне кореляційне відношення (h = 0,41 – 0,44), а на b-глобуліни з більшою силою впливає активність ферменту (h = 0,37 проти h = 0,11).

Дихальна активність сперміїв позитивно корелює з виживанням їх у свіжоотриманих еякулятах (h = 0,15). Однак, аналіз зв’язку між споживанням кисню мітохондріями та виживанням сперміїв не виявив суттєвих відмінностей останнього, величина значення якого становить 85,8–90,1 хв (h = 0,10). Наведені результати свідчать про забезпеченість енергетичними субстратами і достатню кількість ресинтезованого АТФ для прямолінійного поступального руху сперміїв, навіть за низької активності мітохондріального дихання. Більший вплив на виживання сперміїв (h = 0,52) у свіжоотриманих еякулятах має азидрезистентна компонента дихання, що зумовлено здатністю статевих клітин забезпечувати фізіологічн процеси окисненням субстратів середовищ. Крім того, виявлено обернену залежність між активністю ЦХО і виживанням сперміїв у свіжоотриманих еякулятах (h = 0,41). У розмороженій спермі максимальне виживання (312,0±25,80 хв) проявляється при активності ЦХО 25,1–35,0 мкМ/хв/л (h = 0,24). Активність ЦХО позитивно корелює з резистентністю сперміїв у свіжоотриманій спермі (h = 0,33) та розмороженій (h = 0,30).

З виживанням і резистентністю сперміїв у свіжоотриманих еякулятах позитивно корелює вміст аскорбінової кислоти, відповідно, h = 0,34 і 0,41. Вплив її на наведені фізіологічні показники розморожено сперми, відповідно, h = 0,19 і 0,39. Вміст дегідроаскорбінової і дикетогулоново кислот слабо впливає на виживання сперміїв свіжоотриманої сперми (h = 0,22) і проявляє обернений зв’язок з резистентністю сперміїв свіжоотриманих еякулятів (h = 0,29), їх виживанням (h = 0,33) та резистентністю у розмороженій спермі (h = 0,35).

Аналізом кореляцій фракцій розчинних білків виявлено прямий зв’язок між вмістом альбуміну, a-глобулінів і виживанням сперміїв свіжоотриманої сперми (h = 0,44 і 0,59) та обернений – з b- і g- глобулінами (h = 0,39 і 0,45).

Кореляції між фізіологічними показниками еякулятів та нтенсивністю окисно-відновних процесів у спермі бугаїв. Залежності окисно-відновних процесів від фізіологічних характеристик еякулятів свідчать, що вплив об’єму еякуляту на дихальну активність сперми, її компоненти – мітохондріальну та азидрезистентну, середній за силою (h = 0,41 – 0,49) з оптимальним значенням (2,0–6,0 мл). За вказаного об’єму еякуляту проявляється висока дихальна активність (17,0–20,1 нг-атом О/108сперміїв/хв) і її компоненти: мітохондріальна 8,5–10,4, азидрезистентна 9,9–12,7 нг-атом О/108 сперміїв/хв. Еякуляти об’ємом менше 2,0 мл та більше 6,0 мл характеризуються пониженою дихальною активністю. Виявлено позитивний зв’язок об’єму еякуляту з a-глобулінами (h = 0,40) і обернений з g-глобулінами (h = 0,45). При збільшенн об’єму еякуляту вірогідно зростає виживання сперміїв у свіжоотриманій спермі, а високе значення наведеного показника якості сперміїв (106,1–126,5 хв) проявляється при об’ємі більше 2,0 мл. У розмороженій спермі виживання сперміїв, незалежно від величини об’єму еякуляту, становить 276,0–282,0 хв.

Вплив концентрац сперміїв на споживання кисню середній за силою, але відрізняється за величиною найвищий для азидрезистентного (h = 0,53), нижчий дихальної активності сперми (h = 0,43) та мітохондріального дихання (h = 0,36). Збільшення кількості сперміїв у еякулятах супроводжується підвищенням немітохондріальних окисних процесів та гальмуванням АТФ-генеруючої здатності. Зокрема, аналіз активності ЦХО, величина якої позитивно корелює з концентрацією сперміїв (h = 0,60), засвідчив, що в еякулятах з максимальною кількістю статевих клітин (більше 1,40Ч109/мл) у перерахуванні на 109 сперміїв активність ферменту нижча у два рази, порівняно зі спермою середньої концентрації (0,81–1,00Ч109/мл). Така залежність пояснює зниження виживання сперміїв свіжоотриманих еякулятів у зв’язку з активністю ЦХО.

Кореляційним аналізом фізіологічних показників сперміїв у зв’язку з їх концентрацією в еякуляті встановлено найбільшу тривалість виживання у свіжоотриманій спермі (110,3–119,0 хв) при концентрац до 1,40Ч109/мл, розмороженій (312,0±7,32 хв) – при 0,60–1,00Ч109/мл. Висока резистентність сперміїв у свіжоотриманих еякулятах (25,6–27,7 тис) проявляється за концентрації 0,60–1,40Ч109/мл.

Кількість живих сперміїв позитивно корелює з величиною азидрезистентного споживання кисню (h = 0,41; здатністю окиснювати субстрати) та обернено з мітохондріальною компонентою (h = 0,24; підвищеною енергогенеруючою здатністю) дихальною активністю сперми (h = 0,33). Оскільки кількість живих сперміїв позитивно корелює з відносним вмістом азидрезистентного споживання кисню (r = +0,83, коливання – r = +0,74–0,92), даний біохімічний показник слід використовувати для об’єктивного оцінювання якості свіжоотриманих еякулятів. Кількість живих сперміїв виявля обернену кореляцію з вмістом альбуміну (h = 0,38) та позитивну з a-глобулінами (h = 0,33), а b- та g- глобуліни не змінюються знаходяться в межах, відповідно, 15,6–16,1% 29,9–32,8% (h = 0,13). Кількість живих сперміїв вірогідно впливає на виживання їх у свіжоотриманих еякулятах та резистентність, після розморожування сперми і при 60,0–80,0% названі показники становлять, відповідно, 116,1±3,04 хв і 12,0–13,0 тис.

З аналізу кореляцій між вказаними фізіологічними характеристиками еякуляту і вмістом аскорбінової кислоти та продуктів окиснення (h = 0,05–0,19) випливає, що коливання наведених біохімічних показників залежить від інтенсивності окисних процесів у спермі, синтезу в організм нагромадження аскорбінової кислоти в спермі бугаїв.

Антиоксиданти у складі розріджувача сперми бугаїв, якість та запліднююча здатність сперміїв

Дослідженнями встановлено, що аскорбінова кислота і глутатіон позитивно впливають на життєздатність сперміїв. Так, додавання АА і Г-SH до розріджених еякулятів бугаїв збільшує кількість живих сперміїв протягом 30 хв інкубування і підвищу тривалість виживання. Висока збереженість сперміїв (33,2–47,8%) проявляється при внесенні 2,50 мМ АА або Г-SH і їх поєднанні – 1,25+1,25; 1,25+2,50; 2,50+2,50 мМ (рис. 2). У свіжоотриманій спермі високе виживання

Активність ферментів дихання і інтенсивність споживання кисню сперміями бугаїв за д антиоксидантів. Дослідженням інтенсивності дихання статевих клітин і активності окисних ферментів виявлено, що зі збільшенням доз Г-SH (1,25; 2,50; 5,00 мМ), підвищується споживання кисню до 30,4–47,9 нг-атом О/108сперміїв/хв (р<0,001; табл. 2). При цьому, стимулюється активність СДГ, яка при 1,25 мМ зростає на 75,6%, 2,50 мМ – на 129,7% і при 5,00 мМ – на 168,9%, а ЦХО – знижується при вказаних дозах, відповідно, на 4,9, 21,9 і 48,7%.

Таблиця 2

Інтенсивність окисно-відновних процесів у розбавленій спермі з антиоксидантами

Дія аскорбіново кислоти також залежить від внесеної дози. Мінімальний вміст її (1,25мМ) стимулює дихання на 40,0%, підвищує активність СДГ і ЦХО, відповідно, на 12,1 33,4%. Підвищення вмісту (більше 2,50 мМ) знижує інтенсивність дихання, порівняно з максимальним значенням, на 14,0–26,0%, активність СДГ на 7,8–33,8% і ЦХО на 0,7–10,0%. Поєднання обох компонентів (АА+Г-SH – 1,25+2,50 мМ) підвищує поглинання кисню на 39,3%, активність СДГ на 118,9% і знижує ЦХО майже в 12 разів.

Аналогічні зміни СДГ і ЦХО за дії антиоксидантів виявлені при вивченні активності ферментів у розмороженій спермі.

Позитивний вплив антиоксидантів у розріджувачі еякулятів зумовлений здатністю Г-SH шунтувати потік електронів як з НАД-залежної, так і кінцевої ланок дихального ланцюга (ЦХО) і забезпечувати альтернативні шляхи їх утилізації (рис. 4). АА, після нгібування дихальної активності сперміїв аміталом, повністю відновлю споживання кисню (до інгібування – 58,7±12,74 нг-атом О/108 сперміїв/хв, при максимальній дозі – (5,00 мМ) – 60,7±9,93 нг-атом О/108 сперміїв/хв).

Додавання вказаного антиоксиданта в наростаючих дозах, на фоні дії азида, знижу нтенсивність поглинання кисню в 1,5–3,7 рази.

Інтенсивність споживання кисню сперміями за умов ”окисного навантаження” та наявності антиоксидантів у спермі бугаїв. Вивченням шляхів реалізації впливу антиоксидантів на окисно-відновн процеси в сперміях виявлено, що окиснення SH-груп глутатіону т-БГП, гальму дихальну і відновну активності статевих клітин, відповідно, на 42,5 і 53,1%.

Це дає підстави стверджувати, що SH-групи глутатіону відіграють важливу роль в енергозабезпеченні сперміїв, х здатності виживати у зовнішньому середовищі, а ”окисне навантаження”, що виникає в процесі технологічної підготовки еякулятів до заморожування та при розморожуванні знижує інтенсивність обмінних процесів та запліднюючу здатність сперміїв. На фоні дії т-БГП та інгібіторів гліколізу, НАД-залежної і термінальної ланки знижуються, відповідно: споживання кисню – на 15,8%, 16,6% і 28,8%, відновна активність – втричі та на 32,1% і 3,0%. При поєднанні Г-SH+т-БГП і блокуванні гліколізу та НАД-залежної ділянки дихального ланцюга споживання кисню і відновна активність сперміїв вищі, відповідно, на 53,2%, 55,4% і 46,4% та у 10 разів, порівняно з величинами значень при дії т-БГП. З пригніченням термінальної ділянки (ЦХО) дихальна активність залишається вищою на 52,7%, а відновна – не змінюється (0,3±0,03 мкг К3…/0,1 мл/хв). Аналогічно, споживання кисню сперміями за поєднання АА+т-БГП, після інгібування гліколізу, НАД-залежної і кінцевої ланок дихального ланцюга, вища на 85,1% та у 15 і 34 рази порівняно Г-SH+т-БГП і на 93,3% та у 30 і 60 разів – з т-БГП. Відновна активність також вища, відповідно, на 76,2, 87,1 і 99,0% ніж при поєднанні Г-SH + т-БГП і 87,3–99,0% – за наявності т-БГП.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7