Tinh trùng rất mẫn cảm và luôn tồn tại trong tinh thanh, khi ựông lạnh, tinh trùng chịu sự tác ựộng của các hiện tượng sau (Ditto, 1992):
Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 27 Tinh trùng bị chết, hoặc mất năng lực hoạt ựộng, khi cấu tạo nội bào bị phá vỡ do việc hình thành tinh thể nước nội bàọ Nếu tinh trùng nằm trong dung dịch muối sinh lý có thể loại trừ ựược hiện tượng này vì ựược các phân tử nước dạng lỏng bao quanh, mặc dù dung dịch ngoại bào bắt ựầu ựông băng
ở nhiệt ựộ - 20C hoặc -50C. Như vậy quá trình ựóng băng sẽ không làm hại tới
tế bào tinh trùng cho ựến khi nước nội bào ựông lạnh mặc dù dung dịch môi trường bao quanh ựã ựông lạnh (Mazur, 1989).
-Sự mất nước của tế bào tinh trùng
Nếu nước nội bào thoát ra ngoài, tinh trùng sẽ bị teo lại, nhưng vẫn có
tinh trùng sống ựược ở nhiệt ựộ thấp hoặc siêu thấp chẳng hạn -1960C. Trong
quá trình làm lạnh tinh dịch, nước ngoại bào ựông băng làm áp suất thẩm thấu chênh lệch, nước nội bào thoát ra khỏi ngoài tinh trùng và tiếp tục ựông băng
phần ngoại bàọ ở -150C có 80% nước nội bào bị ựông lạnh và ựược thoát ra
ngoài do ựó ngăn ngừa ựược hiện tượng ựông băng nội bào (Maria, 1995 trắch từ Hà Văn Chiêu, 1999). Ở -300C phần lớn nước nội bào thoát ra khỏi tinh trùng. Với tinh trùng có thể chịu lạnh ở -300C, có thể tồn tại ựược ở -1960C, còn tế bào bình thường thì bị phá hủy, tuy nhiên cũng có tinh trùng không có khả năng chịu lạnh do các biến ựổi lý - hoá - sinh xảy rạ Những biến ựổi hóa sinh có thể xảy ra trong tế bào bị phá hủy ở nhiệt ựộ thấp như vậy, bao gồm thay ựổi trong cấu trúc nội bào, do thay ựổi trong cấu trúc nội bào, do thay ựổi liên kết hydro ở chuỗi polymẹ Sự ựông ựặc hóa không thể quay trở lại như cũ và sự kết tủa protein do mất nước của nguyên sinh chất (Aritani, 1989).
- Hiện tượng ựóng băng ngoại bào
Trong khi ựông lạnh ngoại bào, sẽ xảy ra hiện tượng nồng ựộ chất hòa tan kèm theo áp suất thẩm thấu tăng lên và kéo theo những thay ựổi về ựộ pH. Các chất ựiện giải như Natri và kali có nhiều nhất trong tinh thanh và chúng tồn tại ở dạng Natri clorua, Kali cloruạ Ở ựiểm eutectic, nồng ựộ các muối này cao nhất, là khi nhiệt ựộ -21,20C ựối với Natri clorua và -11,10C ựối với
Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 28 Kali clorua và biên ựộ nhiệt ựộ này có hại cho tinh trùng. Do có sự tăng nồng ựộ chất hòa tan ựi kèm với tăng áp suất thẩm thấu cũng như pH thay ựổi tất cả xảy ra trong biên ựộ nhiệt ựộ này, mà người ta không rõ cái gì có tác hại nhất ựến tinh trùng (Maria, 1995 trắch từ Hà Văn Chiêu, 1999).
-Chuyển ựộng của nước và sự dãn nở của tinh thể nước gây ra huỷ
hoại cơ học ựối với tinh trùng
Hiện tượng giải ựông giống như ựông lạnh cũng làm huỷ hoại tinh trùng do chênh lệch áp suất thẩm thấu, sự di chuyển của nước qua màng tế bào tinh trùng và sự dãn nở của các tinh thể nước ựá trong quá trình ựông lạnh hoặc tan băng có thể gây tổn thương tế bào tinh trùng. Các bọt khắ tồn tại trong tinh thể băng cũng có thể gây tổn hại tinh trùng trong quá trình này (Maria, 1995 trắch từ Hà Văn Chiêu, 1999)