Физиологические аспекты криорезистентности спермы баранов и быков Ерохин, Анатолий Сергеевич

Введение к работе

Актуальность темы. В большинстве экономически развитых стран для искусственного осеменения коров широко используется метод криоконсервации спермы.

Несмотря на достаточно высокую эффективность этого метода в скотоводстве, имеется ряд малоизученных вопросов, ответы на которые смогли бы повысить эффективность осеменения коров. В частности, в процессе замораживания погибает более половины сперматозоидов. Изучение причин данного явления и разработка болев совершенных криоразбавителей для спермы быков, позволило бы повысить выживаемость сперматозоидов в процессе криообработ-ки и их оплодотворяющую способность. Кроме того, это позволит увеличить запас спермодоз, заготовляемых от высокоценных в племенном отношении производителей.

Специальными исследованиями доказано, что результативность осеменения коров замороженной спермой на 20-30$ ниже, чем от свежедолученной (А.Гордон,1988). В этой связи для дальнейшего развития и совершенствования метода криоконсервации спермы быков необходимы более основательные теоретические исследования.

В овцеводстве метод глубокого замораживания спермы баранов разработан в меньшей степени и пока не нашел широкого применения в практике, хотя значение данного метода для овцеводства актуально не менеа, чем в скотоводстве. При атом появилась бы возможность широко и с большей нагрузкой использовать высокоценных племенных баранов, в особенности, проверенных по качеству потомства. В настоящее время по Россия нагрузка на одного барана остается еще достаточно низкой и составляет не более 350 овцематок на барана. Внедрение метода глубокого замораживания спермы баранов в практику, позволило бы заготавливать от них сперчу в течение всего года и значительно увеличить число овцематок, осеменяемых спермой выдающихся производителей. Недостаточное внедрение в практику данного метода обусловлено пониженной фертильностью криоконсервированной спермы баранов.

Биологические причины данного явления изучены, пока очень слабо и требуют дальнейших всесторонних исследований.

В этой связи особую актуальность приобретают сравнительные исследования межвидовых особенностей криоустойчивости половых клеток баранов и быков. Выяснение причин различной кркоустойчн-вости и фертильности оттаянной спермы данных видов зкивотных на более глубоком уровне, чем это делалось до сих пор, необходимо для совершенствования методов повышения криоустойчивости сперматозоидов Саранов и разработки способов повышения эффективности использования их криоконсервированной спермы. ''

Ц5ь_Ре2ЇН - совершенствование метода глубокого заморажи
вания спермы баранов , и внедрение его в практику, а так
же повышение эффективности использования криоконсервированной
снермы быков путем улучшения криозащитных свойств синтетических
разбавителей и разработка метода прогнозирования криоустойчивос
ти спермы быков.

, I. Выяснить видовые особенности надмолекулярной структуры плазматических мембран в гаметах барана и быка и влияние на данный показатель различных факторов.

1. Изучить влияние криообработки на систему регуляции переписного окисления липидов в сперме животных.

2. Проанализировать особенности криогенных изменений метаболизма некоторых фосфатов в сперме.

3. Исследовать криозащитное и ангиоксндантное действие некоторых веществ на половые клетки барана и быка.

4. На базе результатов теоретические исследований разработать более эффективные приемы защиты гаыет барана в процессе их глубокого замораживания.

5. Изучить влияние некоторых физиологических факторов на результативность осеменения овец криоконсервированной спермой.

6. Разработать более аффективную синтетическую среду для замораживания спермы быков.

7. Изучить взаимосвязь некоторых физиологических показателей спермы быков с ее криорезистентностью* -

8. Разработать более совершенный метод прогнозирования криоустойчивости спермы быков. ., -

1^2355-2252211:^ Впервые с помощью ЭПР-спектроскопии выявлены особенности надмолекулярной структуры плазматических мембран сперматозоидов барана и быка и влияние на нее различішх факторов.

Установлено, что криоконсервация оказывает стимулирующее действие на пероксидацию липидов, особенно в гаметах баранов.

Впервые показано, что криообработка индуцирует утечку внутриклеточного антиоксидантного фермента - супероксиддисмутазы из спермиев барака и быка.

С помощью ЯМР-спектроскоши обнаружены особенности криогенных изменений метаболизма некоторых фосфатов спермы животных.

В семенной плазме быков выявлено присутствие криостабильно-го овуляторйого фактора. Установлены принципиально новые факты криогенных изменений иммуномодулирующих свойств семенной плазмы барана.

Разработана и внедрена в практику овцеводства новая синтетическая ГНУК-трисхЗуферная среда для замораживаїшя спермы баранов (А.с. Л 1408576,1988 г.).

. Впервые выяснено, что сухие яйцепродукты оказывают высокое крнозащитное влияние на сперму животных и могут использоваться в составе криоразбавителей спермы (А.с. J6 1501333,1989 г.).

Выявлен новый синтетический антиоксидант, повышающий крио-устойчивость сперматозоидов барана.

Показано, что некоторые, широко применяемые в практике компоненты синтетических сред, обладают выраженным антиоксидантным действием и могут ингибировать процессы пероксидации липидов в гаметах животных.

На основе комплексонатов металлов создана новая синтетическая среда для замораживания спермы быков.

Разработан новый способ прогнозирования криоустойчивостн наивной спермы быков, основанный на измерении с помодьв ШР--спектроскопки уровня микровязкости плазматических мембран гамет (А.с й 1813424,1992 Г. ).

Основные положения, выносимые на защиту:

- видовые особенности криорезистентности спермы баранов и быков обусловлены уровнем микровяэкостя плазматических мембран полових клеток и различной устойчивостью системы регуляции пе-рекисного окисления липидов в гаметах при криоконсервации;

- A -

разработка ноеой синтетической ГЖУК-трис-буферной среды для замораживания спермы баранов и ее практическое применение;

физиологические приемы повышения результативности искусственного осеменения овец криоконсервированной спермой путем использования миорелаксанга и гонадолиберина;

прогнозирование криоустойчивости спермы .различных быков--производителей возможно на основе изучения взаимосвязи ряда физиологических характеристик гамет с их устойчивостью к воздействию низких температур.

Практическое значение работы. Выяснены некоторые видовые особенности, связанные с неодинаковой криорезистентноагью спермы баранов ж быков, которые могут быть полезными при совершенствовании методов криоконсервацин спермы других видов животных. Экспериментально обоснована возможность применения некоторых современных биофизических методов для анализа биологической полноценности нативной и криоконсервированной спермы животных.

¹ Применение новой ИУК-трис-буферной среда для замораживания спермы баранов, позволяет получать удовлетворительные для практики результаты искусственного осеменения овец.

Показано, что результативность осеменения овец криоконсервированной спермой может быть улучшена с помощью некоторых физиологических приемов.

Созданная синтетическая среда для замораживания спермы быков, позволяет повысить результативность искусственного осеменения коров.

Разработанный способ прогнозирования криоустойчивости спермы быков позволяет увеличить заготовку замороженных спермодоз на одного производителя и отбирать для пдемпредприятий животных с высокой криоустойчивостьв спермы.

Реализация результатов исследований. Материалы, полученные в экспериментальной работе, использованы при разработке научно-методических и нормативно-технических документов:

I. Методические рекомендации по технологии взятия, глубок

"- 5 -

кого замораживания и пслользоваїшя спермы баранов-производителей при искусственном осеменении овец. - Москва,1986 г.

9. Методические рекомендации ло технологии кормления,содержания,подготовки высокоценных баранов-производителей к взятию семени, его глубокому заморазиванию и максимальному использованию выдающегося отечественного и зарубенного генофонда. - ВДІ1Х СССР, 1989 г.

10. Наставление по применению ГКУК-трио-буферной среды для разбавления,замораживания,хранения и использования спермы баранов-производителей. - ВНИИплем,1992 г. Одобрено и рекомендовано в практику Ветеринарным фармакологическим Советом ГУВ Госагро-прома СССР 13 декабря 1988 г.

11. Разработанная ГНУК-трцс-буферная среда для замораживания сперцц баранов используется на ремпредприятиях 33 областей России и ближнего зарубежья.

і^обация_рабо'тн. Основные положения диссертации доложены з одобрены на:

И Всесоюзном совещании по химии и применению комплексона-тов и комплексонов металлов. - Москва,1983 г.;

Совещаниях-семинарах по искусственному осеменению с.-х. яивоткых. - Москва.ВДВХ СССР (I987-I99Q гг.);

Всесоюзной научной конференции "Использование физических д биологических факторов в ветеринарии и животноводстве". - Витебск, 199I г.;

УІ конференции "Биоантаоксидант" -'Москва,1992 г.;

научных чтениях, посвященных памяти академика Шдлованова В.К. -ВМД993 г.;

ежегодных научно-методических конференциях ВНИИплем (1986-1993 гг.);

ца производственном совещании специалистов ПО "Хакасское", - Абакан,1993 г.;

научно-методической конференции лаборатории биологии воспроизведения с.-х.животных ВНИИ племенного дела,январь,1994 г.

По материалам диссертации опубликовано 26 печатных работ в журналах "Доклада ВАСХНИЛ", "Сельскохозяйственная биология", "Зоотехния", "Овцеводство" и Трудах ВНИИплем.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, собственных исследований, обсуадения

полученных материалов, выводов, предложений производству, списка литературы и приложения. Работа изложена на 51^і) страницах машинописного текста, содержит 70 таблиц и 7 рисунков. Список литературы включает 477 источников, из них 288 иностранных.