El espermatozoide consta de las siguientes divisiones. La estructura del esperma. La estructura del óvulo. Cómo se lleva a cabo la fertilización
Todo el mundo sabe que el esperma es la célula reproductora masculina. Los expertos lo llaman gameto. Las células germinales masculinas se forman en los túbulos testiculares. Naturalmente, sin ellos, el proceso de fertilización de un óvulo femenino es simplemente imposible. ¿Cuál es la estructura del esperma y su función?
Apertura de esperma
El espermatozoide fue descubierto por el naturalista holandés A. Leeuwenhoek en 1677. Gracias a los primeros microscopios que diseñó, el científico pudo examinar y esbozar la célula reproductiva masculina. Y fue el primero en describir el esperma humano. Luego, Leeuwenhoek comenzó a estudiar los gametos masculinos de varios animales. Fue este naturalista quien sugirió por primera vez que estaban involucrados en el proceso de concepción.
En diferentes animales, las células reproductoras masculinas se disponen de diferentes formas, aunque la estructura de los espermatozoides es muy similar en ellos:
Cabeza;
Parte media;
En algunos animales, el número de flagelos de la cola puede ser diferente. La forma de la cabeza de los espermatozoides de diferentes tipos de seres vivos también es diferente.
La estructura del espermatozoide, cuya foto se encuentra en la revisión, tiene sus propios rasgos característicos. La morfología de los gametos masculinos es fundamentalmente diferente de otras células del cuerpo de los seres vivos. Además, todos los orgánulos principales están presentes en su estructura. La estructura del esperma es la siguiente:
. La cabeza es elipsoidal, casi completamente llena del núcleo. Contiene material hereditario transmitido de padres a hijos. Se presenta en forma de cromatina, que es un complejo de ADN, ARN, proteínas. El núcleo contiene 23 cromosomas masculinos. Este es un medio conjunto de material hereditario. Durante la fertilización, se combina con 23 cromosomas del óvulo femenino. Un espermatozoide lleva un cromosoma sexual, designado X o Y. Si un óvulo es fertilizado por un gameto masculino que lleva un cromosoma Y, entonces nacerá un niño en el futuro, y si X es una niña. En otras palabras: el sexo del feto depende del espermatozoide.
En la parte superior (extremo frontal) de la cabeza se encuentra acrosoma, que es un complejo de Golgi modificado. Produce la enzima hialuronidasa, que es capaz de descomponer la cáscara del huevo, que está formada por mucopolisacáridos. Debido a esta propiedad del acrosoma, el espermatozoide puede penetrar en el gameto femenino. En el borde de la cabeza y su cuello hay un centríolo, un organoide involucrado en la división celular. Forma el citoesqueleto de la cola flagelada. La cabeza también contiene el centrosoma, que es el centro de organización de los microtúbulos. Proporciona el movimiento de la cola del espermatozoide, participa en la convergencia de los núcleos del cigoto y su primera división celular.
... Cuello que separa la cabeza y la parte media.... Esta pequeña constricción alberga la mitocondria helicoidal, necesaria para la producción de energía. Sirve para el movimiento activo de los espermatozoides. La mayor parte de la energía se encuentra en forma de fructosa.
.La sección intermedia (media), que a menudo se llama cuerpo. Consiste en un hilo axial. En el medio hay una mitocondria, que contiene 28 mitocondrias. Tiene forma de espiral. La mitocondria sintetiza ATP, asegurando así el movimiento de los gametos.
... La cola tiene forma de flagelo. En su sección transversal se aprecian 9 pares de tubos microspópicos. Dos pares más se encuentran en el centro del flagelo. La cola de los espermatozoides es un importante organoide de movimiento activo.
Tamaño de los espermatozoides
El tamaño del gameto masculino es insignificante. Los espermatozoides son mucho más pequeños que el cigoto (excluyendo la cola). Son las más pequeñas en comparación con otras células humanas. La longitud del esperma de un hombre es de aproximadamente 50-70 micrones, el ancho es de 3,5 micrones. La sección central tiene 4,5 µm de longitud y la cola 45 µm. Es de destacar que en algunas criaturas vivientes el tamaño de los gametos es mucho mayor. Entonces, por ejemplo, el esperma del tritón tiene una longitud de aproximadamente 500 micrones, y las células germinales masculinas del ratón son 1,5 veces más grandes que las humanas. El pequeño tamaño de los gametos se debe a la necesidad de viajar distancias bastante largas hasta el óvulo.
Características del esperma masculino
La estructura y función de los espermatozoides están estrechamente relacionadas entre sí. El gameto masculino tiene propiedades por su finalidad y características:
La capacidad de moverse debido a la cola en forma de cuerda, por lo que es posible encontrar el esperma y el óvulo.
Lleva una carga eléctrica negativa, lo que evita que los gametos masculinos se peguen en el semen.
La eyaculación (líquido seminal, semen) de un hombre sano contiene aproximadamente 200 millones de espermatozoides. En diferentes especies de criaturas vivientes, el número de gametos masculinos puede diferir dramáticamente. Por ejemplo, la eyaculación de un caballo contiene aproximadamente 100 mil millones de espermatozoides.
Gracias al flagelo de la cola, el gameto masculino en el líquido seminal desarrolla una velocidad de hasta 5 cm / hora.
Propiedades de los gametos masculinos
Los expertos pudieron descubrir que el citoplasma de la cabeza del esperma tiene un estado de cristal líquido. Gracias a esto, se consigue la resistencia de la célula reproductora masculina a condiciones ambientales desfavorables. Los espermatozoides pueden resistir el ambiente ácido agresivo de la vagina de la mujer. La estructura del espermatozoide lo hace más resistente a la radiación ionizante. En algunos animales, la célula reproductora masculina tiene un aparato acrosómico capaz de expulsar un hilo largo diseñado para capturar un huevo.
Vida del esperma
Después de la formación en los túbulos del testículo, los espermatozoides se almacenan en el epidídimo durante un mes. En la eyaculación, permanecen con vida unas 24 horas. El esperma en la vagina vive entre 2 y 2,5 horas. Si pudo penetrar el cuello uterino o las trompas de Falopio, entonces su vida útil aumenta a 2-3 días.
Estructura del óvulo
El gameto reproductor femenino es una célula grande, esférica e inmóvil que tiene un suministro de varios nutrientes necesarios para la biosíntesis de proteínas y la producción de sustancias reguladoras específicas. Su yema proporciona nutrición al embrión durante todo el período embrionario. Su diámetro alcanza los 150-170 micrones.
El óvulo está protegido del exterior por una membrana cubierta con una corona radiante. Está rodeado por células del epitelio folicular, que se multiplican a medida que madura. Secretan un líquido específico. Se acumula en la cavidad de los folículos primarios. Las células de este epitelio están involucradas en proporcionar nutrientes al huevo. La cáscara del gameto femenino no solo nutre al gameto, sino que también lo protege de más de un espermatozoide. Dado que el óvulo no tiene un aparato diseñado para el movimiento activo, se caracteriza por la segregación del plasma.
La importancia del proceso de movimiento
La movilidad de la célula reproductora masculina es su principal característica cualitativa. Lo proporciona la cola del gameto al realizar el mismo tipo de movimientos. Las características estructurales del óvulo y los espermatozoides hacen que el proceso de fertilización sea más probable. La cáscara del gameto masculino tiene receptores especiales que son capaces de reconocer las sustancias químicas liberadas por el huevo. Gracias a esta capacidad, los espermatozoides son capaces de realizar movimientos con propósito en lugar de caóticos. Después de la eyaculación, casi todas las células reproductoras masculinas sanas se envían al gameto femenino. Este movimiento se llama quimiotaxis positiva.
La alta motilidad de los espermatozoides juega un papel más importante que el número en el eyaculado. Esto es discutido a menudo por especialistas que trabajan con células reproductoras masculinas y femeninas. Entonces, si en el líquido seminal alrededor del cuarenta por ciento de los espermatozoides son móviles, esto ya se considera una patología. En este caso, la probabilidad de fertilización del óvulo se reduce en gran medida.
Si los espermatozoides consisten en espermatozoides completamente inmóviles, esto a menudo indica una patología como la acinospermia. En este caso, las células sexuales están vivas, pero están inmóviles y, por lo tanto, no pueden fertilizar el óvulo. Muy a menudo, esta violación es causada por diversas patologías de las gónadas.
Proceso de fertilización
Cada gameto masculino tiene un cromosoma Y o X, que determina el sexo del niño cuando se fertiliza el óvulo. Muy a menudo, un gameto masculino y un gameto femenino están involucrados en este proceso. En algunos casos, una célula es fertilizada por 2-3 o más espermatozoides, lo que conduce al nacimiento de gemelos idénticos.
La estructura del óvulo y el esperma es tal que durante la fertilización, solo la cabeza del gameto masculino puede penetrar en la célula reproductora femenina. En este caso, todas las demás partes quedan afuera. En el proceso de fertilización (la fusión de un óvulo y un espermatozoide), se forma un cigoto, que es una célula diploide que contiene un juego doble completo de cromosomas.
- Se trata de una célula reproductora masculina, cuya función principal es la fertilización de la célula reproductora femenina. Contiene información genética que se transmite del padre al feto. La estructura de la célula reproductora masculina está completamente subordinada al objetivo principal: su tamaño es pequeño, es rápido y móvil, y la cantidad de espermatozoides es enorme. Averigüemos con más detalle qué características de estas células germinales les permiten realizar sus funciones de la manera más eficiente posible.
La célula reproductora masculina es muy diferente no solo del óvulo femenino, sino también de todas las demás células del cuerpo. Solo se puede ver cómo se ve en la eyaculación bajo un microscopio. Su tamaño es de 50 a 55 micrones.
El esperma consta de varias partes:
- Cabeza. Su forma parece una cuchara. Contiene las siguientes estructuras clave:
- centro. Contiene 23 cromosomas (22 comunes y uno X o Y, que determina el sexo del feto). Si el esperma contiene un cromosoma X, entonces el feto será femenino, y si Y, entonces nacerá un niño;
- vesícula de membrana o acrosoma. El tamaño y la forma de esta estructura es aproximadamente el tamaño del núcleo. Contiene enzimas especiales que libera el esperma al acercarse al óvulo. Disuelven su membrana y permiten que el gameto sexual masculino penetre en el citoplasma del huevo;
- centrosoma. Esta estructura se encarga de regular el movimiento de la sección de cola.
- Cuello. Una parte blanda que proporciona cierta movilidad a la cabeza y la posibilidad de inclinarla en un ligero ángulo. Su tamaño es muy reducido.
- Cuerpo o parte media. Aquí es por donde pasa el hilo axial, lo que asegura la movilidad de la cola. Además, contiene un complejo de mitocondrias, que producen energía, gracias a las cuales esta célula puede moverse.
- Cola. Consta de fibrillas, que actúan como un "tornillo" y permiten que la célula se mueva en la dirección deseada. Su forma ayuda a mantener la velocidad y la dirección normales del movimiento de los espermatozoides.
Interesante ! Existe la teoría de que los espermatozoides masculinos (conY-cromosoma) son más activos, pero viven solo un día, pero con el cromosoma X son menos móviles, pero más tenaces hasta 3-4 días. Por lo tanto, para concebir un niño, las relaciones sexuales deben ocurrir exactamente a tiempo.
Características de maduración y espermatogénesis.
La maduración de los gametos reproductivos masculinos comienza en la pubertad en los hombres y dura toda la vida. En promedio, el ciclo de desarrollo de esta célula es de 2,5 a 3 meses, por lo que la renovación de los espermatozoides se produce aproximadamente una vez cada 80 a 90 días.
Los gametos sexuales masculinos se forman en los testículos, por donde pasan todas las etapas sucesivas de la división. Durante el complejo proceso de la espermatogénesis, los espermatozoides maduros se forman a partir de espermátidas. Estos procesos de espermatogénesis están regulados por hormonas de los testículos y la glándula pituitaria.
En el cuerpo de un hombre, los espermatozoides están prácticamente inmóviles y durante la eyaculación (eyaculación) son activados por enzimas de secreción prostática. El eyaculado contiene una gran cantidad de estas células, alrededor de 1 a 2 millones de espermatozoides por mililitro.
¡Importante! Lo que importa no es la cantidad de espermatozoides, sino su movilidad, el porcentaje de formas normales y la concentración de espermatozoides en el eyaculado. Solo si estos parámetros cumplen con la norma, pueden realizar sus funciones.
Cómo se mueven estas células
Cuando el semen entra en la vagina de una mujer, una gran cantidad de espermatozoides contenidos en el eyaculado adquiere la capacidad de moverse. No tienen otra función que moverse hacia el óvulo para fecundarlo.
En la vagina, su velocidad es mínima, pero allí tiene lugar la primera selección de espermatozoides, y solo los individuos tenaces y móviles llegan al cuerpo del útero. Allí, su velocidad aumenta drásticamente y se mueven hacia las trompas de Falopio. Los espermatozoides solo tardan unas pocas horas en viajar desde la vagina hasta el oviducto, y esta es una velocidad muy alta dado el tamaño microscópico de la célula.
En la vagina, la mayoría muere y se mueve lentamente, porque hay un ambiente ácido. En el útero, el ambiente es alcalino y allí se aceleran y pueden mantener su movilidad durante mucho tiempo hasta 3-4 días.
Desde el útero, los gametos reproductivos masculinos se envían a las trompas de Falopio, donde en este momento un óvulo debe esperarlos en el extremo expandido. Si esto no sucede, se mueven al azar en la trompa de Falopio durante varios días y luego mueren. El tiempo total de movimiento desde la vagina hasta el óvulo es de 1-1.5 horas, siempre que su velocidad sea consistente con la norma.
Al encontrarse con un óvulo, es importante que el recuento de espermatozoides sea de al menos 300 mil. Esto es necesario para disolver la membrana protectora de la célula reproductora femenina. Si la concentración de espermatozoides es menor, esto puede no ser suficiente para "despojar al óvulo de la ropa protectora".
Importante ! Debido a la tasa de supervivencia de los espermatozoides, la fertilización puede ocurrir, incluso si el coito fue unos días antes.
Preguntas al doctor
Pregunta: Si se altera la estructura del espermatozoide y su velocidad, ¿puede esto causar infertilidad en los hombres?
Respuesta: Oh, por supuesto. Si hay cambios estructurales en las células germinales masculinas en el eyaculado, entonces la concepción es casi imposible. Incluso si el óvulo es fertilizado por un espermatozoide tan defectuoso, posteriormente causará un aborto espontáneo en las primeras etapas.
Pregunta: ¿Se puede comprobar el recuento de espermatozoides y su estructura mediante alguna investigación?
Respuesta: Oh, por supuesto. Un espermograma normal muestra la cantidad de espermatozoides en el semen. Además, puede realizar un espermograma Kruger extendido, que tiene en cuenta todas las formas anormales e inmóviles.
Pregunta: ¿Es posible ver los espermatozoides a simple vista en el eyaculado o solo bajo un microscopio?
Respuesta: El tamaño de esta célula es muy pequeño, se puede ver en el eyaculado solo bajo un microscopio. Pero no en todos los dispositivos; para la visualización, debe usar un microscopio con una determinada resolución.
Pregunta: ¿Cuánto tiempo se tarda en mejorar mi espermatogénesis?
Respuesta: La dieta, el estilo de vida y la genética influyen en la mejora de la espermatogénesis masculina. La renovación de las células germinales se produce cada tres meses. Si le preocupa mejorar su espermatogénesis, durante este tiempo debe excluir infecciones y enfermedades inflamatorias y luego reconstruir su estilo de vida. Para saber exactamente cuánto tiempo llevará, solo puede hacerlo después de todos los exámenes.
La estructura del gameto genital masculino está directamente relacionada con su función. Las anomalías tanto en la forma como en la cantidad de espermatozoides pueden causar problemas con la concepción. Para aclarar el diagnóstico, debe realizar un espermograma y consultar a un médico.
Introducción
Esperma humano
Conclusión
Literatura
Introducción
Spermatozomid (del griego antiguo urEsmb (género urEsmbft) - semilla, zhshYu - "vida" ye? Dpt - "especie") - célula reproductora masculina, gameto masculino, que sirve para fertilizar los gametos femeninos, los huevos. El término se usa para referirse a gametos pequeños, generalmente móviles, en organismos que son oogámicos. Suelen ser mucho más pequeños que el huevo, ya que no contienen una cantidad tan significativa de citoplasma y son producidos por el organismo simultáneamente en una cantidad significativa. El concepto de "esperma" debe distinguirse del concepto de "esperma", ya que este último consiste en semen (que contiene espermatozoides) y también contiene un pequeño número de células epiteliales de la uretra. Sinónimos: vivo, a veces esperma. Por lo general (especialmente en botánica) los espermatozoides son espermatozoides sin flagelos.
Diversidad de espermatozoides en animales.
En diferentes especies de animales, los espermatozoides se organizan de diferentes maneras, sin embargo, todavía existen características estructurales comunes. En un espermatozoide animal típico, se aíslan la cabeza, la parte media y la cola (flagelo). La cabeza contiene el núcleo haploide (que transporta los cromosomas), el acrosoma (que transporta las enzimas líticas necesarias para disolver la membrana del óvulo) y el centriolo, que forma el citoesqueleto del flagelo. Entre la cabeza y la parte media hay un estrechamiento de la celda, el llamado cuello. En el medio está la mitocondria, una mitocondria espiral gigante. El flagelo se utiliza para el movimiento de los espermatozoides.
En la mayoría de los animales, el esperma tiene la estructura típica descrita anteriormente. Pero hay excepciones. El número de flagelos puede ser más de uno. Entonces, en un pez de acuario, los espermatozoides tetradon llevan dos flagelos. En algunos crustáceos, los espermatozoides portan varios flagelos. En las lombrices intestinales, los espermatozoides generalmente carecen de flagelos (en el curso de la evolución, todas las células de este tipo de animales han perdido cilios y flagelos), tienen forma ameboide y se mueven con la ayuda de pseudópodos. En el tritón, la cola tiene una "membrana ondulante" (aleta). Las cabezas de los espermatozoides son muy diversas. En los humanos, la cabeza del esperma es ovoide, aplanada por los lados. En ratones y ratas, tiene forma de gancho. Los crustáceos inferiores tienen espermatozoides esféricos. En algunos animales marsupiales, los espermatozoides se duplican y se mueven en pares, mientras golpean simultáneamente con la cola. La separación tiene lugar justo antes de la fertilización del óvulo.
Los espermatozoides son de tamaño microscópico, como regla, la longitud de un espermatozoide es de varias decenas a varios cientos de micrómetros. El tamaño de los espermatozoides también es muy variable y no se correlaciona con el tamaño de un animal adulto. Por ejemplo, el esperma de ratón es 1,5 veces más grande que el esperma humano. Y los espermatozoides de tritón son varias veces más grandes que los espermatozoides humanos.
Esperma humano
Apertura de esperma
Estructura y función
Un espermatozoide humano es una célula especializada, cuya estructura le permite cumplir su función: vencer el tracto genital de una mujer y penetrar en el óvulo para introducir en él el material genético de un hombre. El esperma, fusionándose con el óvulo, lo fertiliza.
Figura 1.La estructura del esperma humano (diagrama de microscopio electrónico). 1- acrosoma; 2 - núcleo; 3 - cuello; 4 - mitocondrias; 5 - roscas axiales.
En el cuerpo humano, el esperma es la célula más pequeña del cuerpo (si se considera solo la cabeza sin cola). La longitud total de un espermatozoide humano es de aproximadamente 55 µm. La cabeza mide aproximadamente 5,0 µm de longitud, 3,5 µm de ancho y 2,5 µm de altura, la parte media y la cola tienen aproximadamente 4,5 y 45 µm de longitud, respectivamente.
El pequeño tamaño probablemente sea necesario para el rápido movimiento de los espermatozoides. Para reducir el tamaño de los espermatozoides durante su maduración, se producen transformaciones especiales: el núcleo se vuelve más denso debido al mecanismo único de condensación de la cromatina (las histonas se eliminan del núcleo y el ADN se une a las proteínas protamínicas), la mayor parte del citoplasma se expulsa de los espermatozoides en forma de la llamada "gota citoplasmática" sólo los orgánulos más esenciales.
El esperma de un hombre tiene una estructura típica y consta de una cabeza, una parte media y una cola.
La cabeza de un espermatozoide humano tiene la forma de un elipsoide, comprimida por los lados, hay una pequeña fosa en uno de los lados, por lo tanto, en ocasiones se habla de una forma "en forma de cuchara" de la cabeza del espermatozoide en los humanos. Las siguientes estructuras celulares se encuentran en la cabeza del esperma:
1) El núcleo que lleva un solo juego de cromosomas. Tal núcleo se llama haploide. Después de la fusión del espermatozoide y el óvulo (cuyo núcleo también es haploide), se forma un cigoto, un nuevo organismo diploide que porta cromosomas maternos y paternos. Durante la espermatogénesis (desarrollo de los espermatozoides), se forman dos tipos de espermatozoides: los que portan el cromosoma X y los que portan el cromosoma Y. Cuando un óvulo se fertiliza con un espermatozoide portador de X, se forma un embrión femenino. Cuando se fertiliza un óvulo con un espermatozoide portador de Y, se forma un embrión masculino. El núcleo de los espermatozoides es mucho más pequeño que los núcleos de otras células, esto se debe en gran parte a la organización única de la estructura de la cromatina de los espermatozoides (ver protaminas). Debido a la fuerte condensación, la cromatina está inactiva: el ARN no se sintetiza en el núcleo del esperma.
2) Acrosoma - un lisosoma modificado - una vesícula de membrana que transporta enzimas líticas - sustancias que disuelven la cáscara del huevo. El acrosoma ocupa aproximadamente la mitad del volumen de la cabeza y tiene aproximadamente el mismo tamaño que el núcleo. Se encuentra frente al núcleo y cubre la mitad del núcleo (por lo tanto, el acrosoma a menudo se compara con un casquete). Al entrar en contacto con el óvulo, el acrosoma arroja sus enzimas y disuelve una pequeña sección de la membrana del óvulo, creando así un pequeño "pasaje" para que ingrese el esperma. El acrosoma contiene alrededor de 15 enzimas líticas, la principal de las cuales es la acrosina.
3) El centrosoma es el centro de organización de los microtúbulos, asegura el movimiento de la cola de los espermatozoides y presumiblemente también participa en la convergencia de los núcleos del cigoto y la primera división celular del cigoto.
Detrás de la cabeza está la llamada "parte media" del esperma. La parte media está separada de la cabeza por un ligero estrechamiento: el "cuello". La cola se encuentra detrás de la parte media. El citoesqueleto del flagelo, que consta de microtúbulos, atraviesa toda la parte media de los espermatozoides. En la parte media alrededor del citoesqueleto del flagelo hay una mitocondria, una mitocondria gigante de los espermatozoides. La mitocondria tiene forma de espiral y, por así decirlo, envuelve el citoesqueleto del flagelo. La mitocondria realiza la función de síntesis de ATP y, por lo tanto, asegura el movimiento del flagelo.
La cola, o flagelo, se encuentra detrás de la parte media. Es más delgado que la parte media y mucho más largo. La cola es el órgano del movimiento de los espermatozoides. Su estructura es típica de los flagelos de células eucariotas.
Movimiento de los espermatozoides humanos
El espermatozoide humano se mueve con la ayuda de un flagelo. Durante el movimiento, los espermatozoides generalmente giran alrededor de su eje. La velocidad de movimiento del esperma humano puede alcanzar los 0,1 mm por segundo. o más de 30 cm por hora. En una mujer, aproximadamente de 1 a 2 horas después del coito con eyaculación, los primeros espermatozoides llegan a la parte ampular de la trompa de Falopio (la parte donde tiene lugar la fecundación).
En el cuerpo de un hombre, los espermatozoides están en un estado inactivo, sus movimientos de flagelos son insignificantes. El movimiento de los espermatozoides a lo largo del tracto genital masculino (túbulos seminíferos, conducto del epidídimo, conducto deferente) se produce de forma pasiva debido a las contracciones peristálticas de los músculos del conducto y al latido de los cilios de las paredes del conducto. Los espermatozoides se activan después de la eyaculación debido al efecto de las enzimas del jugo prostático sobre ellos.
El movimiento de los espermatozoides a lo largo del tracto genital de una mujer es independiente y se lleva a cabo contra el movimiento del líquido. Para la fertilización, los espermatozoides deben cubrir un camino de aproximadamente 20 cm (canal cervical - aproximadamente 2 cm, cavidad uterina - aproximadamente 5 cm, trompa de Falopio - aproximadamente 12 cm).
El ambiente vaginal es dañino para los espermatozoides, el semen neutraliza los ácidos vaginales y suprime parcialmente la acción del sistema inmunológico de la mujer contra los espermatozoides. Desde la vagina, los espermatozoides se mueven hacia el cuello uterino. La dirección del movimiento de los espermatozoides se determina percibiendo el pH del ambiente. Se mueve en la dirección de acidez decreciente; El pH de la vagina es de aproximadamente 6,0, el pH del cuello uterino es de aproximadamente 7,2. Como regla general, la mayoría de los espermatozoides no pueden llegar al cuello uterino y mueren en la vagina (según los criterios de la OMS utilizados en la prueba poscoital, 2 horas después del coito, no quedan espermatozoides vivos en la vagina). El paso del canal cervical es difícil para los espermatozoides debido a la presencia de moco cervical en él. Después de pasar por el cuello uterino, los espermatozoides terminan en el útero, cuyo entorno es favorable para los espermatozoides, en el útero pueden mantener su movilidad durante mucho tiempo (espermatozoides individuales hasta 3 días). El entorno del útero tiene un efecto activador sobre los espermatozoides, su movilidad aumenta significativamente. Este fenómeno se llama "capacitación". Para una fertilización exitosa, al menos 10 millones de espermatozoides deben ingresar al útero. Desde el útero, los espermatozoides se envían a las trompas de Falopio, la dirección hacia la cual y dentro de la cual los espermatozoides están determinados por el flujo de líquido. Se ha demostrado que los espermatozoides tienen reotaxis negativa, es decir, la tendencia a moverse río arriba. El flujo de líquido en la trompa de Falopio es creado por los cilios del epitelio, así como por las contracciones peristálticas de la pared muscular de la trompa. La mayoría de los espermatozoides no pueden llegar al final de la trompa de Falopio, el llamado embudo o ampolla, donde tiene lugar la fertilización. De los varios millones de espermatozoides que han entrado en el útero, solo unos pocos miles llegan a la ampolla de la trompa de Falopio. No está claro cómo los espermatozoides de una persona encuentran el óvulo en el embudo de la trompa de Falopio. Hay suposiciones sobre la presencia de quimiotaxis en los espermatozoides humanos: movimiento hacia ciertas sustancias secretadas por el óvulo o las células foliculares que lo rodean. A pesar de que la quimiotaxis es inherente a los espermatozoides de muchos organismos acuáticos con fertilización externa, aún no se ha demostrado su presencia en espermatozoides humanos y mamíferos.
Duración de la vida de los espermatozoides humanos
Después de un período de maduración de aproximadamente 64 días, el esperma de un hombre puede persistir hasta por un mes. En el eyaculado, son capaces de sobrevivir, dependiendo de las condiciones ambientales (luz, temperatura, humedad) hasta 24 horas. En la vagina, los espermatozoides mueren en unas pocas horas. En el cuello uterino, el útero y las trompas de Falopio, los espermatozoides permanecen vivos hasta por 6 días.
Esperma en el reino vegetal
En la mayoría de los casos, los espermatozoides de las plantas son muy pequeños; la excepción son los espermatozoides de las cícadas: en algunas especies son visibles a simple vista, alcanzando un diámetro de 0,3 mm. El núcleo de los espermatozoides vegetales suele ser grande, con una pequeña cantidad de citoplasma. Los espermatozoides vegetales también se denominan anterozoos. El órgano de las plantas en el que se forman los espermatozoides se llama anteridium.
Formación de células germinales masculinas
En los vertebrados, las células reproductoras femeninas se forman en las gónadas, los ovarios y los masculinos, en los testículos. Es en las gónadas donde se forman los gametos haploides a partir de las células diploides originales. La formación de espermatozoides maduros en el cuerpo de los mamíferos comienza con el inicio de la pubertad y la formación de huevos en el período prenatal del desarrollo del cuerpo femenino.
Desarrollo de células germinales
Periodo reproductivo MITOSIS
Período de crecimiento en interfase
profase-I metafase-I
anafase-I telofase-I
Período de maduración MEIOSIS
profase-II metafase-II
anafase-II telofase-II
Se distinguen varias etapas en el desarrollo de las células germinales (ver diagrama). La primera etapa en el desarrollo de las células germinales se llama reproducción. Esta etapa se caracteriza por la división de las células diploides por mitosis. En este caso, se forman dos células diploides hijas de cada célula madre. Debido a la mitosis, aumenta el número de células.
Luego viene la etapa de crecimiento. Durante este período, aumenta el tamaño de las células. Las células se encuentran en un estado de interfase. En ellos se sintetizan proteínas, carbohidratos, lípidos, ATP, los cromosomas se duplican.
Durante la etapa de maduración, las células se dividen por meiosis. El número de cromosomas se reduce a la mitad y se forman cuatro células hijas haploides número 1000 a partir de cada célula diploide.
En los hombres, todas las células formadas como resultado de la meiosis son iguales, completas. El desarrollo de las células germinales termina con un período de formación, durante el cual se forman los gametos: el esperma y el óvulo.
La formación de células sexuales en las angiospermas se produce de forma peculiar. Los gametos se forman en estambres y pistilos. Las anteras del estambre contienen muchas células diploides, cada una de las cuales se divide por meiosis Como resultado, se forman cuatro células haploides de cada célula diploide, que se convierten en granos de polen Este proceso de formación de polen no termina El núcleo haploide de cada grano de polen se divide por mitosis Así es como se forman dos células haploides: generativa y vegetativa. La célula generativa se vuelve a dividir por mitosis, lo que da como resultado la formación de dos espermatozoides haploides. Espermatozoides - gametos masculinos Son inmóviles, ya que carecen de flagelos y se entregan al óvulo a través del tubo polínico.
Por lo tanto, un grano de polen maduro contiene tres células: una célula vegetativa o del tubo polínico y dos espermatozoides.
El ovario contiene el óvulo, en el que se forma la célula reproductora femenina. En el óvulo, se forman cuatro células haploides a partir de una célula diploide como resultado de la meiosis. Tres células mueren y la restante se divide tres veces por mitosis. Así surgen ocho células haploides, que forman el saco embrionario. Uno de ellos se convierte en un huevo, dos células se fusionan y forman una célula diploide, el núcleo secundario del saco embrionario. Las cinco células restantes desempeñan un papel auxiliar, formando la pared del saco embrionario.
Conclusión
esperma de células reproductoras masculinas
Esperma o esperma, la célula reproductora masculina madura de animales y muchas plantas. La función principal del esperma es fertilizar el óvulo, es decir. transferencia del material genético del organismo paterno a la célula reproductora femenina. La espermatogénesis (formación de esperma) en la mayoría de los animales ocurre en los túbulos seminíferos de los testículos. La duración de este proceso en diferentes especies no es la misma: en ratones es de unos 35 días, en humanos - 74, y en animales con reproducción estacional - mucho más. En los mamíferos, la espermatogénesis (como la ovulación) está regulada por la hormona estimulante del folículo de la glándula pituitaria. Los espermatozoides atrapados en el tracto reproductivo de la hembra pueden permanecer viables durante mucho tiempo: en las abejas - 3-4 años, en las aves - alrededor de 3 semanas; sin embargo, en humanos, son viables en el útero por no más de 48 horas. En las plantas, los espermatozoides, por regla general, son muy pequeños, en la mayoría de los seminales, son inmóviles, sin flagelos, pero en algas verdes y pardas, helechos, colas de caballo, licópodos, cícadas, ginkgo y algunas otras plantas, por el contrario. , los espermatozoides son móviles y tienen dos o muchos flagelos.
Literatura
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5. Antonova O. Anatomía y fisiología de la edad. M., 1995.
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Esperma- las células sexuales de un macho de estructura compleja, que poseen la propiedad de movimiento independiente, son la parte biológica principal de los espermatozoides. El esperma consta de cabeza, cuello, cuerpo y cola.
La longitud total de los espermatozoides de los animales de granja es de 0.056-0.07 mm o 56-70 micrones, y el ancho es de 0.001-0.005 mm, o 1-5 micrones.
El volumen de esperma es muy pequeño. Es 10-12 mil veces menor que el volumen del huevo.
La cabeza del esperma es una placa en forma de cuchara. Al examinar los espermatozoides que se mueven lentamente bajo un microscopio, se puede ver su rotación alrededor de su eje longitudinal. La cabeza del esperma gira con su lado ancho o con un borde, lo que hace que el esperma "parpadee" de manera notable.
La cabeza de los espermatozoides representa aproximadamente una novena parte de su longitud. La información hereditaria se concentra en la cabeza, mientras que el cuello, el cuerpo y la cola son el aparato motor de los espermatozoides. La parte anterior de la cabeza está redondeada y la parte posterior de los espermatozoides del toro y el carnero está algo angostada y cortada bruscamente. En el medio y la parte posterior de la cabeza hay un núcleo, y en la parte delantera hay un cuerpo especial en forma de gorra: un acrosoma. Secreta enzimas que, durante la fertilización, disuelven la sustancia viscosa de la corona radiante del óvulo, promueven la penetración de los espermatozoides en el óvulo.
En el exterior, la cabeza está cubierta con una densa capa transparente, una membrana de una sustancia proteica. También cubre el cuello, el cuerpo y la cola. Solo la parte terminal de la cola está libre del caparazón. Durante el almacenamiento prolongado de espermatozoides, la membrana se hincha y se exfolia en forma de bolas o jirones. Estos espermatozoides pierden su capacidad de fertilizar. La cabeza está conectada al cuerpo por un cuello. Tres finos haces de filamentos (fibrillas), que forman un hilo axial, se extienden desde la base de la cabeza hasta el cuello. El hilo axial, rodeado por una doble hélice, atraviesa el cuerpo de los espermatozoides. El cuerpo del esperma es una parte del esperma en forma de varilla, que sirve como base para una cola más delgada. La cola consta de un cinco axial, cubierto con un trono en espiral. La parte final de la cola no está cubierta con una espiral y una concha. Consiste en fibrillas de filamentos axiales y parece un cepillo.
Movimiento de los espermatozoides... Los espermatozoides tienen una capacidad independiente para moverse. El centro de movimiento está en el cuello y el cuerpo, por lo tanto, cuando se arranca la cabeza, el cuerpo del esperma es capaz de moverse y la cabeza permanece inmóvil.
Se pueden observar tres tipos de movimiento en el semen:
- simple cuando los espermatozoides se mueven activamente en línea recta, este es un movimiento fisiológicamente normal;
- movimiento de arena- girar alrededor de su cabeza o moverse en círculo, esta forma de movimiento indica daño a los espermatozoides, hinchazón de la cabeza, pérdida de la forma de una cuchara;
- movimiento oscilatorio- se dobla hacia la izquierda y hacia la derecha sin avanzar.
El movimiento de los espermatozoides se realiza con la ayuda de la cola. Se dobla hacia un lado y luego se endereza rápidamente. El movimiento de la cola se repite rápidamente, como resultado de su repulsión del líquido, el esperma avanza. Durante 1 s, la cola de un espermatozoide de toro a 37 ° produce 9 golpes. La forma en forma de cuchara de la cabeza con movimientos unidireccionales de la cola conduce a su rotación a lo largo del eje longitudinal. La combinación de golpes de la cola con rotación alrededor del eje longitudinal conduce al movimiento de traslación de los espermatozoides, la velocidad de movimiento de los espermatozoides es bastante alta: 4-6 mm por minuto.
Los movimientos oscilatorios de los espermatozoides ocurren debido a una desaceleración en los procesos energéticos, se pueden observar en los espermatozoides normales después de un almacenamiento prolongado, a bajas temperaturas y una reacción ácida del medio ambiente. El calentamiento, la alcalinización de los espermatozoides provoca la restauración del movimiento rectilíneo.
Los espermatozoides normales viajan en contra del flujo de líquido. Esta característica del movimiento se llama reotaxis. Gracias a la reotaxis, se mueven en el oviducto hacia el óvulo. Los muertos, inmóviles, son arrastrados por la corriente del líquido.
Los espermatozoides tienen carga eléctrica negativa. La carga eléctrica del mismo nombre proporciona repulsión mutua de los espermatozoides, evitando que se peguen. Bajo la influencia de una carga eléctrica, los espermatozoides se disponen en paralelo, lo que crea un cierto orden en su movimiento. Una disminución en la carga eléctrica debilita la repulsión mutua de los espermatozoides, comienzan a pegarse con cabezas u otras partes. Este fenómeno se llama aglutinación.
Aglutinación de esperma ocurre cuando el semen contiene iones cargados positivamente o espermatoaglutininas, aumento de la acidez (pH 5-6.4) del medio.
La aglutinación puede ser reversible si los espermatozoides se adhieren solo por la cabeza y retienen la movilidad de la cola ("aglutinación estrellada") e irreversible cuando los espermatozoides se unen al azar. Se ha comprobado la existencia de espermatoaglutininas en la zona genital de las hembras en relación con los espermatozoides de otra especie animal. La formación de aglutininas de esperma, como reacción del cuerpo, ocurre durante la penetración parenteral de la proteína del esperma en el cuerpo, lo que ocurre con la introducción repetida y abundante de espermatozoides en el tracto genital de las hembras. Las hembras jóvenes no tienen espermatoaglutininas, pero las multíparas sí. En condiciones naturales, en animales sanos, el líquido folicular y las secreciones de la glándula prostática contienen antiagglutininas que previenen la aglutinación e incluso restauran el estado normal de los espermatozoides durante la aglutinación estrellada.
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El proceso de formación de los espermatozoides (espermatogénesis) ocurre de manera continua y puede estar sujeto a fluctuaciones dependiendo de las condiciones de alimentación, mantenimiento y uso de los productores, su estado de salud, edad y características individuales.
Los espermatozoides de diferentes partes del epidídimo tienen diferente capacidad de supervivencia y fertilización. La mejor movilidad, capacidad de supervivencia y capacidad de fertilización la poseen los espermatozoides ubicados en la parte de la cola del canal del epidídimo, la peor, los espermatozoides ubicados en la cabeza del epidídimo.
Durante la eyaculación, los espermatozoides de los canales del epidídimo se mezclan con las secreciones de las gónadas accesorias. Las secreciones de las gónadas accesorias diluyen la masa espesa de espermatozoides y aumentan el volumen total de semen. En un toro, los espermatozoides del canal del epidídimo se diluyen por las secreciones de las gónadas accesorias de 4 a 5 veces, en un carnero, de 2 a 3 veces, en un semental y jabalí, de 20 a 50 veces.
Como resultado de la fusión de los espermatozoides con las secreciones de las gónadas accesorias, se forman los espermatozoides. Así, el suero del semen es el secreto del epidídimo y de las gónadas accesorias (prostática, vesicular, de Cooper y uretral). El esperma secretado por un hombre durante el coito se llama eyaculación.
La proporción de las secreciones del epidídimo y las gónadas accesorias individuales, su papel en la formación de la parte líquida de los espermatozoides (plasma) tienen especies específicas (Tabla 8.1).
Cuadro 8.1
Componentes del plasma de esperma (según N.I. Polyantsev)
Las peculiaridades de la estructura de los genitales y la dinámica del coito determinan variaciones tanto en el tamaño del eyaculado como en su composición en machos de diferentes especies. En un semental, el volumen de eyaculado es en promedio 50-100 ml (máximo 600 ml); para un jabalí - 200-400 (1000); en un ariete - 1.0-2.0 (3.5); toro - 4-5 (15); para un hombre - 2 (18); para un gallo - 0,3 (2,0).
Dependiendo del tipo de animal, la concentración de esperma es diferente. En animales con inseminación de tipo vaginal, la concentración de esperma es 5-10 veces mayor que en animales con inseminación de tipo uterino. Entonces, en 1 ml de semen encuentran en promedio: en un carnero - 2.50-3.50 mil millones, en un toro - 0.8-1.2 mil millones, en un jabalí - 0.15-21 mil millones, en un semental - 0, 10-0.15 mil millones de espermatozoides .
En términos de composición química, el semen es uno de los fluidos corporales más complejos. Aproximadamente el 90-98% de la masa de semen es agua, el 2-10% es materia seca, aproximadamente el 60% de la cual es proteína. Los principales componentes de los espermatozoides son las proteínas y los lípidos. La proteína contiene aminoácidos. La lecitina, que contiene fósforo, ocupa el primer lugar entre los lípidos de los espermatozoides. 100 ml de esperma de carnero contienen hasta 355 mg de fósforo, toro - 82 mg, jabalí - 66 mg y semental - 19 mg. También hay potasio, sodio, cloro, calcio, magnesio, hierro, zinc y otros elementos.
En el semen se detectan las enzimas hialuronidasa, peroxidasa, tripsina, antitripsina, amilasa, lipasa, etc. La concentración de enzimas en el semen de animales de diferentes especies varía mucho.
Se encuentra en el semen, ácido ascórbico, tiamina. (V 1), riboflavina ( EN 2), retinol (L) y otros, su número varía según el tipo de animal. Entonces, el ácido ascórbico se encontró en el semen de toro 14 mg%, jabalí - 4 mg%. El contenido de otras vitaminas en el semen de toros varía de 0,089 a 0,371 mg%.
Un lugar importante en la composición química de los espermatozoides lo ocupa el azúcar (fructosa), que es la fuente de energía de los espermatozoides.
La composición, cantidad y propiedades biológicas de los espermatozoides dependen en gran medida de las condiciones del productor (alimentación, cuidados, funcionamiento, etc.).
La estructura del esperma. Los espermatozoides están compuestos por una cabeza, una parte media y una cola (Figura 8.1).
Acrosoma
parte media
Mitocondrias
Arroz. 8.1. Diagrama de estructura de los espermatozoides (según V.S.Shipilov)
Membrana de plasma
Cabeza de esperma - plato redondeado. Contiene una sustancia hereditaria, el ácido desoxirribonucleico, que transfiere las propiedades de un padre a la descendencia. La cabeza está cubierta por una delgada envoltura nuclear con muchos poros. En la parte superior de la envoltura nuclear en la mitad frontal, está protegido por una tapa, un acrozoma, que secreta la enzima hialuronidasa, que es necesaria para la fertilización de los óvulos con esperma. En los espermatozoides viejos, el acrozoma desaparece y pierden la capacidad de fertilizar. Finalmente, toda la cabeza se cubre desde el exterior con la córnea más delgada: una membrana. Si la membrana está dañada, el acrozoma se caerá y los espermatozoides perderán la fertilidad.
Cuello de esperma contiene partes iniciales expandidas de fibrillas gruesas, que forman el centríolo anterior, y algo más las partes iniciales de fibrillas delgadas: el centríolo posterior.
El centríolo proximal está rodeado por dos gránulos basales en forma de anillos elipsoidales. Nueve fibrillas delgadas (fibrillas) parten de cada gránulo basal, y las fibrillas del anillo exterior son varias veces más gruesas que las correspondientes fibrillas del anillo interior. Las fibrillas están conectadas entre sí y al hilo axial mediante hilos delgados: agujas de tejer.
Las fibrillas en anillo contienen proteínas contráctiles (escantina, espermosina), de composición similar a la actomiosina. Cuando las fibrillas se contraen, la cola se dobla, con algunas fibrillas doblando la cola hacia la derecha y otras hacia la izquierda.
Esperma corporal tiene un hilo en espiral que envuelve el hilo axial que corre dentro del cuerpo. El filamento enrollado consta de granos mitocondriales ovalados conectados entre sí como perlas en un filamento largo enrollado en espiral (o varios filamentos). Las mitocondrias están separadas por tabiques en los que se ubican secuencialmente las enzimas oxidativas. Los septos están sumergidos en una capa de grasa. Dentro de las mitocondrias, se produce la oxidación de nutrientes (principalmente glucosa, fructosa), la liberación de energía y la formación de una sustancia especial durante la oxidación: el trifosfato de adenosina (ATP), que es necesario para la contracción de la cola del esperma.
El hilo axial consta de fibrillas (filamentos): dos centrales, nueve delgadas y nueve gruesas. Las fibrillas finas y gruesas se ubican en dos capas alrededor de las centrales. Las fibrillas delgadas son dobles, forman la capa interna y las gruesas que se encuentran detrás de ellas, la externa. Los estudios electroquímicos han demostrado que las fibrillas gruesas contienen adenosina trifosfatasa, una enzima que descompone la adenosina trifosfato y la succínica deshidrogenasa, que participa en la reducción de la adenosina trifosfato descompuesta.
Las fibrillas están rodeadas por elementos espirales. El cuerpo del esperma está estrechamente entrelazado con una doble hélice, que termina en un centríolo anular ubicado en el borde del cuerpo y la cola del esperma. La cola en toda su longitud (excepto en la parte final) está rodeada por una triple hélice. Los elementos espirales dan fuerza al flagelo sin privarlo de flexibilidad. En la región del cuerpo, son de origen mitocondrial. En las mitocondrias se concentran las enzimas glucolíticas y oxidativas, que intervienen en la producción de energía para el movimiento de los espermatozoides.
En el exterior, el cuerpo de los espermatozoides está cubierto por una membrana. Debido a la presencia de aminoácidos azufrados (cistina, cisteína) en su composición, es resistente a enzimas proteolíticas, soluciones alcalinas y ácidas.
Cola de esperma Consiste únicamente en un filamento axial cubierto con una membrana, el filamento axial consta de dos fibrillas centrales y nueve delgadas. Las fibrillas gruesas, junto con los filamentos mitocondriales, terminan al comienzo de la cola. El hilo axial está trenzado con un hilo córneo delgado, que protege las fibrillas de la descomposición.
Propiedades de los espermatozoides. El éxito de la inseminación depende de la viabilidad de los espermatozoides, de su resistencia al medio externo y en el aparato reproductor femenino, de la actividad de su participación en la fecundación y de su movilidad. Dependiendo del estado de los espermatozoides y las condiciones circundantes, la intensidad del movimiento, por ejemplo, de los espermatozoides de carnero, varía de 1,9 a 15,4 mm por minuto. Se encontró que los espermatozoides de un toro pueden moverse en un promedio de 4,02 mm en 1 min, un carnero - por 4,6 mm, un semental - por 5,22 mm, un macho - por 2,88 mm, un gallo - por 1,02 mm.
Al examinar el esperma recién obtenido bajo un microscopio, uno puede notar que un espermatozoide avanza activamente, otros: en un círculo, otros solo fluctúan, el cuarto permanece inmóvil y cuanto más tiempo se lleva a cabo la observación, más tiempo pasa desde En el momento de recibir los espermatozoides, cuanto más débil se vuelve el movimiento de los espermatozoides, más espermatozoides aparecen con movimientos oscilatorios e inmóviles.
La diferente actividad del movimiento de los espermatozoides depende de su madurez, edad, excitabilidad, así como de la influencia sobre ellos de factores externos en general y del medio líquido en el que se encuentran, en particular. Estudios especiales han establecido que el estado fisiológico de los espermatozoides no es el mismo. Así, los espermatozoides obtenidos de la cabeza del epidídimo son muy inestables a las influencias externas en comparación con los espermatozoides obtenidos de la cola del epidídimo o del eyaculado. Los espermatozoides de la cabeza del epidídimo pueden vivir fuera del cuerpo durante varios minutos u horas, y la vida útil de los espermatozoides de la cola del epidídimo se calcula en días. Los espermatozoides de la cabeza del epidídimo se vuelven muy rápidamente inmóviles si se colocan en un ambiente ácido, y los espermatozoides de la cola del epidídimo retienen la capacidad de moverse en un ambiente ácido. La estabilidad de los espermatozoides maduros se debe a su cubierta de lipoproteínas, que se forma durante el movimiento de los espermatozoides a lo largo del canal del epidídimo. La preservación de la cubierta lipoproteide de los espermatozoides durante el trabajo con los espermatozoides durante la inseminación artificial (preservación, dilución) es de gran importancia para la vitalidad de los espermatozoides, ya que la cubierta les otorga la misma carga eléctrica (negativa), lo que evita su aglutinación bajo la influencia. de fuerzas eléctricas.
Todos los espermatozoides maduros normales tienen un movimiento hacia adelante cefálico rectilíneo. El movimiento de los espermatozoides se lleva a cabo doblando y enderezando rápidamente su cola, como resultado de las vibraciones, los espermatozoides son repelidos del fluido circundante. Las contracciones de la cola ocurren en el mismo plano. Sin embargo, debido a la superficie cóncava-convexa de la cabeza, el espermatozoide gira alrededor de su eje longitudinal. La combinación de golpes con la rotación de los espermatozoides alrededor de su eje determina la rectitud de su movimiento. Además, con cada golpe de la cola, se forman corrientes de líquido en la cabeza de los espermatozoides, que se deslizan a lo largo de las capas de líquido que han entrado en movimiento, formando "micro-vórtices". La cola de los espermatozoides pasa a través de ellos, quitando parte de la energía cinética de rotación acumulada en el vórtice. Los vórtices empujan a los espermatozoides hacia adelante. Los movimientos de las colas de los espermatozoides en el suero los empujan hacia adelante y las cargas eléctricas negativas de todos los espermatozoides evitan que choquen. Por lo tanto, en el semen espeso, la combinación de dos fuerzas (repulsión electrostática de los espermatozoides entre sí y su movimiento activo hacia adelante) provoca cierto orden en la ubicación y el movimiento de los espermatozoides, que se manifiesta en la formación de movimientos tipo vórtice en el eyaculado. , visible a simple vista. Por la gravedad de los movimientos del vórtice, se puede juzgar la calidad del esperma del animal.
En la actualidad, el movimiento de los espermatozoides a lo largo del área genital femenina se explica por reotaxis, es decir, la propiedad de moverse contra el flujo de fluido. El fenómeno de la reotaxis en los espermatozoides ha sido probado experimentalmente. Los espermatozoides, colocados sobre la superficie estirada del oviducto abierto, se mueven a lo largo de la mucosa, superando la resistencia de los cilios y el flujo de líquido provocado por su movimiento.
El esperma se mueve con mucha intensidad. Según una investigación de Bishop y Gray, a una temperatura de 37 ° C, los espermatozoides producen nueve latidos por segundo con su cola, avanzando 8,3 micrones con cada impacto. Así, en cada segundo los espermatozoides pasan 74,7 micrones, y en un minuto - 4462 micrones, es decir, en un minuto cubre una distancia 60-70 veces mayor que su longitud. En algunos animales, los espermatozoides se mueven aún más rápido.
Aglutinación de esperma- Pegado de los espermatozoides con las cabezas o con todo el cuerpo debido al debilitamiento o neutralización de la carga eléctrica negativa. La aglutinación de los espermatozoides puede ser reversible si los espermatozoides se adhieren solo por la cabeza y retienen la movilidad de la cola: aglutinación estrellada e irreversible cuando los espermatozoides se adhieren aleatoriamente entre sí y están inmóviles (muertos): coagulación masiva de los espermatozoides.
La neutralización de las cargas eléctricas de los espermatozoides se produce cuando aumenta la acidez de los espermatozoides y bajo la influencia de metales multivalentes (calcio, magnesio, aluminio). A una acidez (pH) de 5,0 a 6,4, se produce una aglutinación estrellada. Con un mayor aumento de la acidez, aumenta la aglutinación de los espermatozoides.
Se ha establecido la existencia de isospermoaglutininas, que provocan la aglutinación de los espermatozoides de su propia especie (por ejemplo, el suero sanguíneo de las vacas puede aglutinar los espermatozoides bovinos), y las heterospermoaglutininas que actúan sobre los espermatozoides de un animal de otra especie (por ejemplo, suero sanguíneo). , las secreciones vaginales, la mucosidad del útero provocan la aglutinación de espermatozoides de un tipo diferente y no afectan las células reproductoras de los machos de su propia especie). La formación de aglutininas de esperma es la respuesta del cuerpo a la penetración parenteral de proteínas de esperma. Por tanto, las hembras jóvenes no inseminadas no tienen espermaglutininas o son pocas, y en las hembras inseminadas, especialmente en las hembras que han parido, su número aumenta. Se debe considerar la posibilidad de aglutinación de espermatozoides cuando se utiliza leche o suero sanguíneo como diluyentes de semen.
La aglutinación de los espermatozoides puede superarse mediante una reacción antiaglutinación. En condiciones naturales, en los órganos genitales femeninos, las antiaglutininas contenidas en el líquido folicular ovárico y los espermatozoides (secreción prostática) previenen la aglutinación de los espermatozoides. Por esta razón, la aglutinación en el semen de animales sanos es rara.
Respiración y glucólisis espermática. El movimiento de los espermatozoides está asociado con el gasto de una gran cantidad de energía. Los espermatozoides lo reciben a través de dos procesos bioquímicos principales: respiración con oxígeno ambiental y fructólisis cuando el azúcar se descompone en un ambiente libre de oxígeno. El tercer proceso, la descomposición del trifosfato de adenosina, es auxiliar. Para obtener la energía de los espermatozoides se utilizan sustancias que se encuentran en el ambiente o en el citoplasma. Al respirar, se pueden usar carbohidratos, lípidos (fosfátidos) y proteínas para oxidar los espermatozoides. Sin embargo, oxidan principalmente los monosacáridos: fructosa y glucosa, así como el ácido láctico formado durante la descomposición de los azúcares durante la glucólisis. Al gastar carbohidratos para la respiración, los espermatozoides reciben aproximadamente el 90% de su energía para moverse.
Los espermatozoides también oxidan el alcohol polihídrico, el sorbitol, que ingresa al esperma como parte de las secreciones de las glándulas vesiculares. En ausencia de carbohidratos en el medio ambiente, los lípidos se utilizan durante la respiración de los espermatozoides.
En el semen de sementales y verracos, que contienen una pequeña cantidad de azúcar, los espermatozoides utilizan principalmente lípidos para la respiración. Durante la descomposición de los lípidos en los espermatozoides, se forma glicerina, que durante la respiración puede oxidarse para formar ácido láctico, fructosa.
En el proceso de oxidación de los carbohidratos, se forman dióxido de carbono (CO2), agua y una gran cantidad de energía. Cuando se oxida una molécula de gramo de azúcares, se forman 680.000 pequeñas calorías de energía.
El proceso de respiración se realiza con la ayuda de enzimas (citocromo oxidasa, carboxidasa, deshidrogenasa, etc.) contenidas en el semen.
El proceso de respiración está influenciado por la temperatura y el grado de acidez o alcalinidad del ambiente. Con una disminución o aumento de la temperatura por cada 10 ° C, la respiración se debilita o duplica, respectivamente. En un ambiente ácido, la respiración se debilita y en un ambiente alcalino aumenta. El semen de alta calidad se caracteriza por una alta frecuencia respiratoria.
Glucólisis (fructólisis)- obtención de energía debido a la descomposición del azúcar en un ambiente sin oxígeno. Se lleva a cabo con la participación de enzimas (deshidrogenasa, etc.), así como ácido fosfórico. Como resultado de la descomposición de la glucosa (fructosa), se forman ácido láctico y energía.
La fructólisis produce 20 veces menos energía por gramo-molécula de azúcar que respirar. Por lo tanto, los espermatozoides en un entorno sin oxígeno consumen muchas veces más nutrientes. Pero este proceso es importante para los espermatozoides, cuando los espermatozoides ingresan a los genitales femeninos, donde no hay oxígeno.
La fructólisis se expresa significativamente en el semen de toro, carnero y cabra, que contiene una cantidad relativamente grande de azúcar. El semen de estos animales también se caracteriza por un alto nivel de respiración.
Hay muy poca azúcar en el semen de un semental y un jabalí, y esencialmente no contiene fructolasa. En estos animales, los espermatozoides reciben su energía principalmente a través de la respiración.
Sin embargo, el semen de un semental y un jabalí, diluido con un medio que contenga glucosa u otro azúcar, puede almacenarse durante mucho tiempo sin acceso al aire debido a la fructólisis (o glucólisis).
Por la naturaleza de los procesos metabólicos que ocurren en el esperma de varios animales, se divide en dos tipos. El primero incluye el semen de un toro, carnero, cabra, en el que tienen lugar la respiración y la fructólisis. El esperma de estos animales está ligeramente diluido con las secreciones de las gónadas accesorias, contiene gran cantidad de azúcar y poca sal, y tiene intensa fructólisis.
El segundo tipo incluye el semen de semental y jabalí, en el que solo se produce la respiración. Estos animales casi no tienen azúcar en su semen y no se produce fructólisis. Está diluido con una cantidad importante de secreciones de las gónadas accesorias y contiene muchas sales.
Anabiosis y su importancia en el almacenamiento de esperma. El ácido láctico resultante se libera a través de la membrana del esperma al medio ambiente. La acumulación de ácido láctico en el semen provoca una ralentización o el cese completo del movimiento de los espermatozoides. Los espermatozoides al mismo tiempo caen en un estado de animación suspendida, en el que los procesos de respiración y fructólisis se inhiben significativamente, lo que contribuye a una conservación más prolongada de los espermatozoides.
Los espermatozoides también entran en un estado de animación suspendida cuando baja la temperatura. Las bajas temperaturas, así como un ambiente ácido, inhiben los procesos de vida de los espermatozoides y al mismo tiempo preservan su energía. Alcalinizar o calentar los espermatozoides a la temperatura corporal restaura la movilidad de los espermatozoides.
Los métodos de almacenamiento de esperma utilizados en la práctica de la inseminación se basan en la transferencia de los espermatozoides a un estado de animación suspendida. Una gran concentración de ácido láctico tiene un efecto perjudicial sobre los espermatozoides.
Movimiento de los espermatozoides. La principal diferencia entre los espermatozoides y otras células es su capacidad para un movimiento activo y vigoroso debido a la energía de la respiración y la glucólisis. Para el movimiento de los espermatozoides, así como para el trabajo muscular, se necesita una sustancia especial: ATP. El semen de toros fértiles contiene de 7 a 11 mg%; con una disminución en la cantidad de ATP a 3 mg% o más, la capacidad fertilizante de los espermatozoides se deteriora. Se encontró que en los espermatozoides bajo la influencia de la enzima espermosina (un análogo de la proteína muscular actomiosina), la molécula de ATP se descompone en ácido fosfórico y difosfato de adenosina (ADP). Como resultado de este proceso, los espermatozoides reciben energía, lo que asegura su movilidad. La actividad enzimática óptima de la espermosina se observa a pH 8,3.
Hay varios tipos de movimiento de los espermatozoides: rectilíneo-traslacional (los espermatozoides se mueven activamente hacia adelante en línea recta), arena (los espermatozoides giran alrededor de su cabeza o se mueven en un círculo con un radio aproximadamente igual a la longitud del esperma), oscilatorios ( el esperma se dobla hacia la derecha y hacia la izquierda en un solo lugar).
El centro del movimiento de los espermatozoides está en su cuello y cuerpo. Cuando la cola se separa del cuerpo, se vuelve inmóvil, mientras que los espermatozoides sin cabeza pueden continuar moviéndose.
El movimiento rectilíneo-traslacional de los espermatozoides es un movimiento normal, y la arena y el movimiento oscilatorio son patológicos. El movimiento de los espermatozoides se realiza con la ayuda de la cola. Se dobla hacia un lado y luego se endereza rápidamente. Tales movimientos de la cola se repiten rápidamente y, como resultado de su repulsión del líquido en el que se encuentra, el esperma avanza. En 1 s, la cola de un esperma de toro a una temperatura de 37 ° C produce nueve golpes. La forma de cuchara de la cabeza del esperma durante los movimientos unidireccionales de la cola asegura su rotación alrededor de su eje longitudinal. La combinación de golpes de la cola con rotación alrededor del eje conduce a un movimiento de traslación rectilíneo de los espermatozoides. Los espermatozoides de los animales de granja en condiciones normales se mueven a mayor velocidad (4-6 mm / min).
El movimiento de Manege aparece en los espermatozoides debilitados después de un almacenamiento prolongado o cuando la cabeza se hincha y cambia su forma habitual en forma de cuchara.
El movimiento oscilante se observa cuando el esperma se debilita, cuando el movimiento de la cola se vuelve débil y lento. También se pueden observar movimientos oscilatorios en espermatozoides normales a bajas temperaturas y una reacción ácida del medio, cuando se ralentiza la generación de energía para el movimiento. El calentamiento o la alcalinización de los espermatozoides provoca la restauración del movimiento de traslación rectilíneo.
Los espermatozoides normales en una corriente que fluye lentamente se mueven en una dirección: contra el flujo de líquido. Esta característica se llama reotaxis. Gracias a la reotaxis, los espermatozoides se mueven en el oviducto hacia el óvulo. Los espermatozoides muertos e inmóviles se mueven con el flujo de líquido.
El efecto de las condiciones ambientales sobre los espermatozoides. La actividad vital de los espermatozoides fuera del organismo del productor está influenciada por diversas condiciones ambientales: luz, temperatura, presión osmótica en la parte líquida de los espermatozoides, la reacción del medio ambiente, soluciones salinas, productos químicos, medicamentos, contaminación microbiana y fúngica.
Influencia de la luz. La luz diurna dispersa no tiene ningún efecto dañino sobre los espermatozoides. Bajo la influencia de la luz solar directa, los movimientos de los espermatozoides al principio se intensifican y, después de 20-40 minutos, mueren. El efecto negativo de los rayos solares se explica por la influencia sobre los espermatozoides de la parte ultravioleta del espectro, que activa procesos químicos, y el efecto térmico de los rayos infrarrojos. Por lo tanto, durante la inseminación, es necesario proteger a los espermatozoides de la exposición a los rayos ultravioleta del sol y las lámparas bactericidas.
Todo el manejo del semen debe realizarse en interiores. Dado que la luz dispersa no afecta a los espermatozoides, se puede usar material de vidrio ordinario para preservar el esperma, o mejor aún, material de vidrio naranja, que atrapa los rayos ultravioleta. En el laboratorio de puntos de inseminación, se deben colgar cortinas de nailon o plástico en las ventanas.
Influencia de la temperatura sobre el movimiento y los procesos de vida de los espermatozoides es muy fuerte. A temperaturas cercanas a la temperatura corporal de los animales (37-39 ° C), los espermatozoides se mueven más activamente, pero mueren rápidamente. Esto se debe a que con el movimiento activo de los espermatozoides, se produce un rápido consumo de los recursos energéticos contenidos en los espermatozoides, y una importante acumulación de ácido láctico (en el semen de un carnero y un toro), lo que provoca la intoxicación de el esperma.
Las temperaturas superiores a 39 ° C provocan una rápida detención del movimiento de los espermatozoides y su muerte debido a la coagulación (coagulación) de la proteína.
Si la temperatura es más baja que la temperatura corporal de los animales, el movimiento de los espermatozoides se ralentiza. Con un enfriamiento gradual del semen a una temperatura de aproximadamente 0 ° C, el movimiento de los espermatozoides se detiene y entran en un estado de animación suspendida. Cuando el semen se calienta a una temperatura de 37-39 ° C, se restablece su movilidad. A bajas temperaturas, los espermatozoides permanecen viables durante mucho tiempo. La mayoría de los métodos de almacenamiento de semen implican enfriarlo. Sin embargo, el enfriamiento rápido de los espermatozoides y las transiciones abruptas de temperaturas altas a bajas causan un choque de temperatura en los espermatozoides. Se entiende por choque térmico la reacción de los espermatozoides al enfriamiento rápido. Se expresa en la pérdida de la capacidad de los espermatozoides para cobrar vida cuando se calientan y diluyen con diluyentes especiales, la apariencia de formas feas de espermatozoides. Si el semen se enfría rápidamente a por lo menos 15-17 ° C, puede ocurrir un choque de temperatura en los espermatozoides. Se han propuesto muchas teorías e hipótesis, pero ninguna de ellas explica las causas y los mecanismos del choque térmico en los espermatozoides.
F.I. Ostashko cree que los procesos osmóticos y de difusión juegan un papel importante en el mecanismo de choque. Cuanto más lentos proceden estos procesos, menos se manifiesta el choque de temperatura. Esta es la razón por la que el enfriamiento retardado es la principal forma de prevenir el choque de temperatura en los espermatozoides. Los espermatozoides recién obtenidos de los productores son más sensibles al enfriamiento rápido. El choque de temperatura es especialmente fácil cuando el semen recién recolectado se enfría por debajo de los 18 ° C; por lo tanto, la temperatura en las habitaciones para el examen de los espermatozoides no debe ser inferior a 18 ° C. Después de mantener el esperma recién obtenido a temperatura ambiente durante 1-2 horas, se vuelve menos sensible a una rápida caída de temperatura. En el semen con una reacción neutra o alcalina, los espermatozoides reaccionan más fuertemente a la temperatura que en el semen con una reacción ligeramente ácida.
Las bajas temperaturas afectan negativamente a los seres vivos, porque al congelarse, el citoplasma de sus células se destruye (durante su cristalización). Para explicar la ausencia del efecto negativo de las bajas temperaturas sobre los espermatozoides, se propuso una hipótesis sobre la forma vítrea del citoplasma congelado (vitrificación). Según esta hipótesis, el citoplasma al enfriarse puede solidificarse vítreo (sin cristalización). En la forma vítrea, el citoplasma se solidifica sin la liberación de agua y sin un desplazamiento brusco de moléculas, como resultado de lo cual no se altera su estructura habitual.
Con el enfriamiento gradual de los espermatozoides a 6-10 ° C, la cristalización se produce intensamente en él, lo que provoca la muerte rápida de la espremia.
Para la solidificación vítrea de líquidos cuando su temperatura se acerca a 0 ° C, es necesario enfriarlos bruscamente para pasar rápidamente a través de la fase crítica. Para la "desvitrificación" del citoplasma, el esperma debe calentarse rápidamente para que se produzca la fusión y también sin la fase de cristalización.
Se debe tener en cuenta la posibilidad de un choque de temperatura, especialmente cuando se trabaja con semen bovino y de carnero, en los que, debido al pequeño volumen de eyaculado, el semen se enfría muy rápidamente. El choque de temperatura ocurre fácilmente cuando la inseminación se realiza en clima frío, cuando se usan instrumentos fríos, si no se siguen las reglas de almacenamiento y transporte de semen.
La reacción de los espermatozoides a la temperatura debe considerarse como su adaptación en el proceso de evolución. Se sabe que en el epidídimo, los te-sticks de los espermatozoides se encuentran en un estado de animación natural suspendida a una temperatura inferior a la temperatura corporal, por lo que pueden mantener su viabilidad durante mucho tiempo. Solo después de mezclar el esperma con el secreto de las gónadas accesorias, adquieren la capacidad de moverse activamente. Una vez en el aparato reproductor femenino, los espermatozoides (por debajo de la temperatura corporal) comienzan a moverse con máxima intensidad. Esto determina su avance más rápido a lo largo del tracto genital hasta los oviductos y hacia el óvulo.
La dilución de los espermatozoides con medio con yema de huevo de gallina aumenta la resistencia de los espermatozoides al choque térmico.
Para evitar la muerte de los espermatozoides por choque de temperatura, es necesario realizar todo el trabajo con espermatozoides recién obtenidos en empresas de cría o estaciones de inseminación a una temperatura de 18-25 ° C. El medio utilizado para diluir el semen, platos, dispositivos, instrumentos que entran en contacto con el semen debe tener la misma temperatura.
Para prevenir los efectos nocivos de las altas temperaturas ambientales (países del sur), las empresas y centros de cría se construyen con material poco conductor de calor (adobe, ladrillo) y el trabajo de inseminación se realiza temprano en la mañana y en la noche.
Efecto de la presión osmótica. Como saben, cuando una sustancia química se disuelve en agua, surge una presión osmótica en ella. La presión osmótica de una solución es directamente proporcional a la concentración del soluto (a temperatura constante), es decir con un aumento en la concentración de solutos en el líquido, la presión osmótica también aumenta. Una solución que tiene la misma presión osmótica se llama isotónica, alta presión - hipertónica, baja presión - hipotónica. La presión osmótica en el semen es creada por sales, azúcares y otras sustancias disueltas en él. A su vez, los espermatozoides pueden cambiar la composición química de los espermatozoides inundándolos con sus productos de desecho. Por esta razón, el valor de la presión osmótica de los espermatozoides es variable. En un toro, por ejemplo, a 0 ° C, varía de 4.812 a 9.142 atm, y en promedio es de 6.95 atm. En este sentido, es importante considerar tanto las propiedades físicas como químicas de la porción líquida del semen.
Los espermatozoides son muy sensibles a los cambios en la presión osmótica, es decir, a la concentración de una sustancia en el líquido en el que se encuentran. Su presión osmótica debe ser igual a la presión osmótica interna del esperma. Si los espermatozoides se colocan en una solución hipotónica o en agua corriente, mueren rápidamente debido a un aumento de la presión interna. Bajo la influencia de una solución hipotónica, las colas de los espermatozoides se hinchan y se retuercen en un anillo o medio anillo. Si los espermatozoides se mezclan con una solución hipertónica, los espermatozoides también morirán, pero por deshidratación. Se arrugan, sus colas toman forma de zigzag. Un cambio rápido en la presión osmótica es extremadamente perjudicial para los espermatozoides. En otras condiciones favorables, los espermatozoides pueden conservar su viabilidad solo en soluciones isotónicas.
En el esperma de animales de diferentes especies, la presión osmótica no es la misma. Entonces, una solución de azúcar de uva será isotónica para el semen de un carnero a una concentración de 6.4, un toro y un jabalí - 6, un semental - 7.2; conejo - 5,4; perros - 5-7%. La solución de azúcar de caña (sacarosa) es isotónica al semen de semental a una concentración del 11%. Los espermatozoides responden menos a la desviación de la presión osmótica en la dirección de la hipertensión que en la dirección de la hipotensión.
Al inseminar animales, es necesario asegurarse estrictamente de que todas las soluciones utilizadas para diluir el semen sean isotónicas y que el semen no entre en contacto con el agua. El agua potable común puede contener (dependiendo de las condiciones locales) una cantidad significativa de diversas sales, por lo tanto, una solución preparada sin tener en cuenta la composición de sal del agua puede tener un efecto nocivo en los espermatozoides.
Es necesario proteger a los espermatozoides de la evaporación de su parte líquida, por ejemplo, de que se sequen en un receptáculo de espermatozoides, durante el examen al microscopio y durante otras manipulaciones, en las que la concentración de sales en el semen puede aumentar. Es necesario proteger a los espermatozoides de la falta de sales. Por ejemplo, unas pocas gotas de agua destilada formadas en las paredes del receptáculo de esperma debido a las diferencias de temperatura (condensación) pueden tener un efecto perjudicial en la eyaculación de un carnero o toro.
Influencia de la reacción del medio ambiente. La movilidad y supervivencia de los espermatozoides dependen de la respuesta de su entorno o del grado de acidez (pH). El agua destilada es neutra - pH alrededor de 7.0; con una reacción ácida, el pH será menor de 7.0, y con una reacción alcalina, será mayor de 7.0.
En el epidídimo, los espermatozoides se encuentran en un ambiente ácido (pH 5,57-6,90). Durante la eyaculación, el contenido del epidídimo se mezcla con las secreciones alcalinas de las gónadas accesorias, lo que provoca que los espermatozoides reaccionen a un neutro o ligeramente alcalino (pH 7,0). La reacción de los espermatozoides bovinos y de carnero recién obtenidos es débilmente ácida (pH 6,5-6,7), mientras que los espermatozoides de jabalí y semental son ligeramente alcalinos (pH 7,2-7,6), lo que se asocia con un mayor o menor grado de dilución del líquido epididimario por secreciones de las gónadas accesorias.
En los espermatozoides recién obtenidos con una reacción neutra o ligeramente ácida, los espermatozoides son más viables que aquellos con una reacción alcalina. Durante el almacenamiento, debido a la acumulación de ácido láctico, aumenta la acidez del semen de toro y carnero. Al mismo tiempo, se inhibe el movimiento de los espermatozoides y entran en animación suspendida.
El ambiente alcalino activa la motilidad de los espermatozoides. En el semen de un semental y un jabalí, diluido con una gran cantidad de secreciones alcalinas de las gónadas accesorias, los espermatozoides, al estar en movimiento activo, consumen rápidamente sustancias energéticas y viven por un tiempo relativamente corto. Al almacenar el esperma de estos productores, su reacción cambia a un lado más alcalino. Esto ocurre como resultado de la volatilización del dióxido de carbono formado durante la respiración y la acumulación de amoníaco, que aumenta la alcalinidad.
Los cambios en la reacción del medio ambiente afectan negativamente la viabilidad de los espermatozoides. Sin embargo, los espermatozoides tienen la capacidad de contrarrestar un cambio drástico en la respuesta de su entorno. Esta propiedad de los espermatozoides se llama amortiguación. Los tampones de esperma son sales de ácidos débiles (carbónico, cítrico, láctico, fosfórico) y proteínas.
Bajo la influencia de un ácido fuerte, las sales de ácidos débiles ceden su metal a este ácido y lo neutralizan. La neutralización de los álcalis se realiza de la misma forma. Las proteínas de los espermatozoides, que son tanto ácidos como bases débiles, pueden unirse a sustancias ácidas y alcalinas. Las sales de ácido cítrico son el tampón más fuerte del semen. Los espermatozoides bovinos y de carnero se caracterizan por tener la mayor capacidad amortiguadora.
La tasa de supervivencia de los espermatozoides fuera del cuerpo depende de las propiedades del ácido. Bajo la influencia de ácidos orgánicos (láctico, acético, succínico, butírico, etc.), el movimiento de los espermatozoides se detiene en la acidez más alta del ambiente. Ácidos inorgánicos (НС1, Н 2 80 4, Н 3 Р0 4 y otros), por el contrario, incluso en concentraciones significativas no tienen un efecto negativo sobre los espermatozoides. La diferencia en el efecto de los ácidos orgánicos e inorgánicos sobre los espermatozoides se explica por la incapacidad de los iones libres para penetrar en la célula y, en consecuencia, por la incapacidad de influir en los iones H del entorno externo sobre las reacciones intracelulares. Los ácidos minerales están completamente disociados en soluciones, por lo que no pueden influir en las reacciones que tienen lugar en los espermatozoides. Las soluciones de ácidos orgánicos siempre contienen moléculas que no se han descompuesto en iones, penetran en la membrana del esperma, se descomponen en iones y provocan una acidificación intracelular.
La influencia de los productos químicos. A pesar del cumplimiento de todas las reglas de asepsia, el esperma obtenido siempre está más o menos contaminado con flora bacteriana. La búsqueda de un desinfectante que pudiera tener un efecto bactericida sobre la microflora sin afectar negativamente a los espermatozoides no fue coronada por el éxito. Las investigaciones han demostrado que ninguno de los desinfectantes modernos puede considerarse inofensivo para los espermatozoides. En dosis insignificantes, no perceptibles ni siquiera por las reacciones químicas más finas, tienen un efecto nocivo sobre los espermatozoides. Esto explica el fracaso de la inseminación artificial de animales cuando se realiza en hospitales veterinarios, consultas externas o cuando se utilizan los mismos instrumentos que se adoptan durante el tratamiento.
Se encontró que los espermatozoides mueren rápidamente por el cloruro de mercurio a una dosis de 0,00001 g, permanganato de potasio a una dosis de 0,00004 g, lisol, creolina, ácido acético a una dosis de 0,0003 por 1 g de esperma. Los álcalis y ácidos, éter, amoníaco, trementina son venenos fuertes para los espermatozoides. Los óxidos de plomo, cobre, hierro, plata también son muy tóxicos para los espermatozoides, por lo que se utilizan instrumentos de vidrio o niquelados en la práctica de la inseminación.
Los iones de electrolitos en el plasma y en los propios espermatozoides pueden tener diversos efectos sobre los espermatozoides: tensar o aflojar la membrana; neutralizar la carga eléctrica; cambiar la permeabilidad de las membranas; ralentizar o, por el contrario, activar los procesos metabólicos.
Los electrolitos están compuestos por cationes y aniones. Los cationes mono y bivalentes no alteran significativamente la supervivencia de los espermatozoides. Los aniones tienen un efecto más fuerte que los cationes y el efecto de los aniones depende de su valencia. Los aniones de cloruro aflojan la membrana de los espermatozoides y destruyen la membrana de las lipoproteínas. Los aniones de fosfatos, sulfatos, citratos, por el contrario, engrosan la membrana del esperma y estabilizan el potencial eléctrico. En este sentido, las sales de los ácidos fosfórico, sulfúrico y cítrico se utilizan en la composición de los medios para diluir los espermatozoides.
Los vapores de sustancias orgánicas volátiles (lisol, creolina, trementina, formalina, amoníaco, éter, yodoformo, xeroformo) tienen un efecto perjudicial sobre los espermatozoides incluso a distancia. En este sentido, la lista de sustancias utilizadas en empresas y centros de inseminación artificial para desinfección química es muy limitada. También debe tener en cuenta el efecto adverso sobre los espermatozoides del humo del tabaco, los vapores de colonia, el perfume, el ajo, las cebollas.
De los agentes antimicrobianos, los nitrofuranos (furatsilina, furazolidona) son poco tóxicos. Algunas sulfonamidas (estreptocida) y la mayoría de los antibióticos en concentraciones bajas son inofensivos, por lo que se utilizan en diluyentes de semen.
A pesar de que, en principio, al realizar la inseminación, el uso de desinfectantes está completamente contraindicado, sin embargo, se ven obligados a usar para la prevención de enfermedades infecciosas. El alcohol puro rectificado es el más aceptable para esto. En comparación con otros desinfectantes, es más fácil de quitar de los instrumentos (se evapora rápidamente) y se disuelve bien en agua. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que una solución de alcohol al 0,5% mata muy rápidamente los espermatozoides. El alcohol crudo, desnaturalizado, insuficientemente purificado de aceites de fusel y otras impurezas, es completamente inadecuado para la inseminación de animales.
Influencia de la contaminación microbiana y fúngica. Existe una relación directa entre el grado de contaminación microbiana y fúngica, la calidad del esperma y la fertilidad de los animales. En condiciones naturales, los productores sanos no tienen microorganismos en los túbulos contorneados de los testículos, apéndices, conductos de los espermatozoides y la parte inicial de la uretra. Así, los espermatozoides se infectan cuando atraviesan el canal urogenital y entran en contacto con el medio externo. La composición cuantitativa y cualitativa de los microorganismos en el semen varía mucho según la salud, el estado higiénico del fabricante, la esterilidad de la vagina artificial, el corralito, el laboratorio, el período de almacenamiento del semen y muchos otros factores. Se encontró que durante el estudio del aire en las instalaciones de las empresas de cría y puntos de inseminación, se identificaron 15 especies de hongos, entre los que se encontraban los patógenos y los tóxicos. Particularmente muchos microorganismos se encuentran en el aire interior donde se mantienen los fabricantes. En malas condiciones higiénicas, 1 m 3 de aire contiene hasta 1,6 millones de microorganismos. 1 ml de semen de toros criados en malas condiciones higiénicas contiene de 85 a 230 millones de microorganismos. En los verracos, una de las fuentes de contaminación microbiana grave de los espermatozoides es el divertículo del prepucio (saco ciego). Según lo establecido por I.G. Moroz y M.P. Ryazansky, después de la diverticulectomía, la contaminación microbiana de los espermatozoides disminuye bruscamente, la fertilidad y la fertilidad de las cerdas aumentan.
La contaminación de los espermatozoides con microorganismos patógenos puede provocar la propagación de tricomoniasis, vibriosis, brucelosis, tuberculosis, leptospirosis, fiebre aftosa y otras enfermedades infecciosas e invasivas durante la inseminación. El esperma es un buen caldo de cultivo para la conservación y reproducción de muchos microorganismos patógenos y no patógenos. Al mismo tiempo, ni los antibióticos ni las bajas temperaturas durante el almacenamiento a largo plazo de los espermatozoides reducen la cantidad de cuerpos microbianos en ellos y no aseguran su desinfección, ya que la composición de especies de microbios es inusualmente diversa. En cuanto a especies, la microflora que habita en los espermatozoides se divide en cuatro grupos: saprofita, patógena, oportunista, protozoaria y rickettsia.
Pseudomonas aeruginosa y Escherichia coli, Staphylococcus, Streptococcus, Proteus, etc. se encuentran a partir de microflora condicionalmente patógena en el semen de toros productores, siendo Pseudomonas aeruginosa la más patógena.
G.V. Zverev y A.N. Repko descubrió que en el semen fresco y diluido, junto con las bacterias, se encuentran hongos con propiedades patógenas y tóxicas. Identificaron 21 especies de hongos. Hongos patógenos como Candida albicans, Aspergillus fumigatus, Lichtheimia eirymbifera, contribuyen a la aparición de endometritis en las vacas y, al inicio de la gestación, provocan la muerte de embriones y fetos.
Los microbios atrapados en los espermatozoides se encuentran principalmente cerca de los espermatozoides, y algunos de ellos están directamente en los espermatozoides: en la cabeza, el cuello, el cuerpo y la cola. Cuando se expone a los microbios, se produce hinchazón y luego destrucción, desintegración de la perforación (capuchón) de la cabeza y todo el caparazón del esperma.
Para la inseminación, se permiten espermatozoides con un contenido de cuerpos microbianos de no más de 5 mil en ausencia de microflora patógena y Pseudomonas aeruginosa. El esperma fresco sin diluir del fabricante debe tener un colitis (la cantidad más pequeña de material de prueba que contenga una E. coli) de no más de 1:10.
Repetición del pasado
- 1. Características de la estructura biológica y estado fisiológico de los espermatozoides.
- 2. Espermiogénesis. El papel biológico del epidídimo.
- 3. Características del movimiento de los espermatozoides en los genitales masculinos.
- 4. La influencia del entorno externo en la supervivencia de los espermatozoides.
- 5. Importancia de la fructólisis en semen de toro, carnero y caprino.
- 6. Características específicas de la estructura de los espermatozoides en diferentes especies de animales.
