3.Thực hành : Quan sát tếbào hồng cầu củagia súc, gia cầm
4. Điều hòa hoạtđộng của các tuyến nộitiết
2.3. Đặc tính sinh vật học củatinh trùng
Sức sống và sức vận động
Đặc tính sinh vật học có ý nghĩa nhất của tinh trùng là khả năng vận động độc lập trong môi trường tinh dịch cũng như trong đường sinh dục của con cái. Quá trình vận động của tinh trùng có tiêu tốn năng lượng sinh học dưới dạng ATP do
114
ty thể cung cấp. Vận động của tinh trùng là định hướng, tiến thẳng, khác với amip cũng như các động vật đơn bào khác là vận động tự do vơ hướng. Chính vì vậy mà tinh trùng sớm tìm đến gặp trứng.
Tốc độ và khả năng vận động của tinh trùng phụ thuộc vào mức độ thành thục của tinh trùng. Những đực giống làm việc căng thẳng, khẩn trương do nhu cầu khai thác tinh, nó sẽ huy động cả những tinh trùng non, chưa thành thục vào tinh dịch.
Tốc độ vận động tự do của tinh trùng khác nhau tuỳ loài, từ 2 - 5 mm/phút. Sự vận động và sức sống của tinh trùng chịu ảnh hưởng của yếu tố môi trường: - Nhiệt độ: Trong một biên độ nhiệt nhất định của sự sống, nếu nhiệt độ càng cao thì tinh trùng càng hoạt động mạnh, thời gian sống rút ngắn và q trình chuyển hóa năng lượng xảy ra mạnh, kho năng lượng dự trữ cho tinh trùng hoạt động bị hao kiệt nhanh (nhiệt độ tăng thì hoạt tính enzyme trao đổi chất tăng). Ngược lại nhiệt độ thấp thì hoạt động giảm, giảm tiêu hao năng lượng dự trữ thì thời gian sống lại kéo dài. Nếu nhiệt độ tăng quá cao trên biên độ nhiệt cho phép, tinh trùng sẽ bị chết. Nhưng nhiệt độ hạ xuống dưới biên độ cho phép, thậm chí dưới 00C tinh trùng khơng chết mà nó chỉ ngừng hoạt động và rơi vào trạng thái "tiềm sinh". Khi tăng dần nhiệt độ lên nhiệt độ cơ thể (37- 390C) thì hoạt động sống của tinh trùng được khơi phục trở lại vì nhiệt độ thấp khơng làm chết enzyme mà chỉ làm giảm, kìm hãm hoạt tính của nó. Song nếu tăng nhiệt từ trạng thái tiềm sinh tới nhiệt độ cơ thể mà xảy ra đột ngột thì tinh trùng cũng giảm sức sống và sức vận động vì sự tăng đột ngột nhiệt độ được coi là stress đốivới tinh trùng. Đó chính là cơ sở sinh lý quan trọng cho sự bảo tồn tinh dịch ở nhiệt độ thấp. Ngày nay với kỹ thuật bảo tồn tinh trong môi trường Nitơ lỏng âm 1960C (tinh đông viên, tinh cọng rạ) đã cho phép bảo tồn tinh dịch được hàng chục năm.
- Áp suất thẩm thấu:
Tinh trùng rất mẫn cảm với áp suất thẩm thấu. Nó sẽ bị chết rất nhanh nếu áp suất thẩm thấu quá thấp hoặc quá cao. Áp suất thẩm thấu là yếu tố đảm bảo cho hình dạng và thể tích của tinh trùng ổn định, trên cơ sở đó chức năng của tinh trùng mới thực hiện được. Đối với việc pha chế môi trường bảo tồn tinh dịch cần chú ý tới yếu tố này.
- Độ pH: trong điều kiện nhiệt độ giống nhau, nhưng độ pH khác nhau, vận động của tinh trùng cũng khác nhau. Vì ngồi nhiệt độ, yếu tố độ pH cũng ảnh hưởng tới hệ thống enzyme trao đổi chất của tinh trùng.
115
Độ pH tinh dịch gia súc khác nhau tuỳ lồi, tinh dịch bị pH = 7,0, hoặc acid yếu pH = 6,7 - 6,0, Heo và ngựa pH = 7,2 - 7,6 (kiềm yếu). Ở mơi trường acid yếu, tinh trùng ít vận động, nên sức sống kéo dài, vì vậy ngốn bảo tồn tinh dịch lâu cần chú ý điều chỉnh độ pH thích hợp. Đối với cơng tác bảo tồn tinh dịch cần chú ý tới độ pH của môi trường bảo tồn, sao cho phù hợp với độ pH sinh lý của tinh trùng. Trong kỹ thuật bảo tồn người ta thường dùng muối bicarbonat để điều chỉnh độ pH của mơi trường, vì muối này ít có ảnh hưởng xấu tới tinh trùng.
- Áng sáng: Đặc biệt là ánh sáng chiếu thẳng (trong đó có nhiều tia mang năng lượng như tia hồng ngoại...) làm cho tinh trùng hoạt động mạnh và thời gian sống sẽ giảm. Những tia khác như tia tử ngoại, tia y... đều có ảnh hưởng xấu tới tinh trùng. Để tránh không cho tinh trùng tiếp xúc với ánh sáng, người ta thường dùng các lọ màu đề đựng tinh dịch và bảo quản nó trong bóng tối.
- Các chất hóa học: Tinh trùng rất mẫn cảm với những chất hóa học lạ, vốn khơng có trong mơi trường tinh dịch. Vì vậy khâu vệ sinh dụng cụ lấy tinh, pha chế tinh cũng như lọ chứa tinh là hết sức cần thiết để hạn chế các tác dụng có hại của hóa chất đối với tinh trùng.
Hô hấp của tinh trùng
- Hơ hấp yếm khí:
Trong điều kiện môi trường thiếu oxy, tinh trùng tiến hành hô hấp bằng cách phân giải đường fructose với sự tham gia chủ yếu của các men hexokinase và phosphatase để giải phóng năng lượng dưới dạng ATP và acid lactic. Hệ số phân giải fructose là số miligam fructose mà 109 tinh trùng sử dụng trong 1 giờ ở nhiệt độ 370C.
Theo Manne hệ số này ở heo và cừu là 2. Như vậy q trình hơ hấp yếm khí của tinhtrùng cũng là quá trình đường phân, chỉ khác là nguyên liệu đường phân trong tế bào cơ là glycogen còn tinh trùng là fructose.
Acid lactic được thải ra trong mơi trường ví như con dao hai lưỡi. Nếu với nồng độ thấp thì kéo dài thời gian sống của tinh trùng vì nó ức chế sự hoạt động của tinh trùng. Còn acid lactic với nồng độ cao sẽ làm cho tinh trùng chết hàng loạt. Trong mơi trường dịch hồn phụ và ống dẫn tinh người ta thấy vừa thiếu đường,vừa thiếu oxy và nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ chung của cơ thể khoảng 3 - 40C. Vì vậy tinh trùng sống được lâu hơn so với đưa ra ngồi hay phóng vào đường sinh dục cái, giàu oxy giàu chất dịch chứa đường.
Nếu trong tinh dịch có chứa glucose thì tinh trùng sử dụng nó để hơ hấp. Điều này được ứng dụng trong kỹ thuật pha chế môi trường.
116
Để bảo tồn tinh dịch được lâu, ngoài biện pháp hạ nhiệt độ xuống dưới 00C, điều chỉnh độ pH và áp suất thẩm thấu thích hợp người ta cịn chú ý tới việc tránh cho tinh trùng tiếp xúc với oxy bằng cách bảo quản nó trong lọ có cổ nhỏ và khi đóng tinh thì đổ gần đầy lọ, nút chặt, tráng parafin ở nút. Thành phần đường trong mơi trường pha lỗng tinh dịch cũng cần điều chỉnh thích hợp, chính xác (người ta phải sử dụng cân phân tích hoặc cân kỹ thuật có độ chính xác cao để cân hóa chất pha mơi trường). Khảnăng phân giải fructose trong điều kiện yếm khí rõ ràng có liên quan chặt chẽ với sứcvận động của tinh trùng vì nó là nguồn cung cấp năng lượng cho tinh trùng hoạt động.
Chính vì vậy nó ảnh hưởng gián tiếp tới sức sống của tinh trùng. Hiểu biết kỹ thuật quá trình này là điều hết sức cần đối với những người làm công tác thụ tinh nhân tạo để nâng cao thời gian bảo tồn tinh trùng.
- Hơ hấp hiếu khí:
Trong điều kiện có oxy, tinh trùng sẽ tiến hành hơ hấp hiếu khí với ngun liệu chính là glucose, ngồi ra cịn có hydratcarbon khác và acid lactic chứa trong tinh dịch (sản phẩm của hơ hấp yếm khí).
Người ta thấy rằng môi trường đường sinh dục cái, đặc biệt trong giai đoạn động dục và rụng trứng có đủ điều kiện thuận lợi để tinh tùng tiến hành hô hấp hiếu khí. Đó là mơi trường giàu oxy do kết quả của tăng sinh và mở rộng lòng ống của đường sinh dục. Giàu glucose do kết quả dãn mạch máu tử cung, âm đạo, máu đến đây nhiều để cung cấp glucose. Hệ số hô hấp (tỷ lệ tiêu hao oxy) của tinh trùng là micrơ lít (μl) O2 tiêu hao trong 1 giờ của 100 triệu tinh trùng ở 370C. Tỷ lệ này ở các loài gia súc nằm trong khoảng 10 - 20 μl oxy. Nếu tính số oxygen tiêu hao cho 100 triệu tinh trùng trong 1 giờ ở 200C thì bị là 3,4ml, Heo 7,2ml, ngựa 4,3ml, cừu 8,1ml. Người ta cũng tính được thương số hơ hấp trong điều kiện có oxygen và fructose là 0,96; cịn trong điều kiện có oxygen và thiếu fructose, glucose tinh trùng chủ yếu oxy hóa các chất khác như phospholipid và QR = 0,77 - 0,8 (theo Ivanov, Nga).
Thành phần acid lactic thải vào môi trường tinh dịch của giai đoạn hơ hấp yếm khí, lúc này được sử dụng là nguồn năng lượng cho tinh trùng hoạt động nhờ oxy hóa nó trong giai đoạn hơ hấp hiếu khí.
Tóm lại trong kỹ thuật bảo tồn tinh dịch phải áp dụng biện pháp ngăn chặn sự tiếp xúc của tinh trùng với oxy để giảm đến mức thấp nhất q trình hơ hấp hiếu khí, có như vậy mới bảo tồn tinh dịch được lâu.
117