ЛИПИДНЫЙ ПРОФИЛЬ ПЛАЗМЫ СПЕРМЫ И СПЕРМОЦИТОПЛАЗМЫ ХРЯКОВ-ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ

С. А. ПОЛИЩУК Белоцерковский национальный аграрный университет г. Белая Церковь, Киевская обл., Украина, 09117

(Поступила в редакцию 17.01.2014)

Введение. Получить полноценное представление об оплодотворяющей способности спермы можно только после проведения комплексных исследований по изучению ее морфо-биохимического состава. Исследование морфологических и физических свойств эякулята является необходимым условием для понимания вопросов, связанных с физиологией и патологией сперматогенеза [4].

В состав семенной жидкости входит большое количество органических и неорганических компонентов: белков, липидов, углеводов, нуклеиновых кислот, витаминов, гормонов, ферментов, макро- и микроэлементов. От концентрации некоторых биосоединений зависит оплодотворяющая способность спермы [7].

Липиды являются необходимой составной частью любого организма. Они представлены широким спектром гидрофобных соединений, играют огромную роль в формировании биологических структур в клетках и тканях, являются высокоэффективными метаболитами энергетического обмена [1]. Липидные компоненты принимают участие в формировании компенсаторных механизмов, которые возникают в ответ на действие неблагоприятных факторов эндо- и экзогенного происхождения.

В метаболических процессах липиды участвуют в виде свободных жирных кислот и нейтральных липидов. [3]. В процессах жизнедеятельности сперматозоидов липиды играют важную роль, поскольку для них это основной структурный и энергетический материал. Указанные соединения способны интенсифицировать процессы дыхания и активность движения половых клеток.

Биохимические показатели эякулята положительно коррелируют с деятельностью придаточных желез половой системы самцов и гормональным статусом организма в целом [5]. Общее содержание и количественное соотношение различных классов липидов в биологических жидкостях (кровь, ликвор, сперма) в определенной степени характери-зирует состояние липидного обмена в целом организме. В связи с этим среди специалистов всего мира отмечается повышенный интерес к изучению всех аспектов липидного обмена в сперме [10, 11].

Цель работы - изучить содержание суммарных липидов и соотношение их отдельных классов в плазме спермы и спермоцитоплазме чистопородных хряков-производителей крупной белой породы и синтетической линии SS23.

Материал и методика исследований. Исследования проведены на 16 хряках-производителях (по 8 голов крупной белой породы и синтетической линии SS23). Группы животных сформировали по принципу парных аналогов. Материалом для исследований была сперма, полученная мануальным способом. Для исследования липидного состава эякулят разделяли на сперматозоиды и плазму спермы центрифугированием при 3000 об/мин в течение 10 мин. В плазме спермы и спермо-цитоплазме общие липиды разделяли методом тонкослойной хроматографии на силикагеле в системе растворителей: гексан: диэтиловый эфир: ледяная уксусная кислота в соотношении 70:30:1 [2]. Идентифицировано фракции липидов: фосфолипиды (ФЛ), холестерин (ХЛ), свободные жирные кислоты (СЖК), триглицериды (ТГ), эфиры холестерина (ЭХ). Проявление хроматограмм проводили по методу, описанному в работе [6]. Положение на хроматограмме выше указанных липидов определяли с помощью свидетелей.

Полученные экспериментальные данные обрабатывали общепринятыми методами статистики. Для определения достоверных различий и установления достоверной разницы использовали критерий Стьюдента (t) с использованием пакета прикладных программ для обработки медицинской и биологической информации Statistica 6.0 (StatSoft, Inc., США) для Windows. [9]. Проверку на нормальность распределения количественных показателей проводили с использованием критерия Ша-пиро-Уилка.

Результаты исследований и их обсуждение. С помощью тонкослойной хроматографии в плазме спермы и спермоцитоплазме исследуемых животных нами было обнаружено пять фракций нейтральных липидов. На пластинках для тонкослойной хроматографии они распределялись следующим образом: на линии старта находились фосфо-липиды, далее холестерин, свободные жирные кислоты, триглицериды и эфиры холестерина.

В результате проведенных исследований установлено, что липид-ный профиль плазмы спермы и спермоцитоплазмы чистопородных хряков-производителей крупной белой породы и синтетической линии SS23 существенно не отличаются между собой. Доказано, что содержание общих липидов и соотношение их классов не являются постоянными показателями, они зависят от функционального состояния организма животного.

У чистопородных хряков крупной белой породы уровень общих липидов варьирует в диапазоне от 0,89 г/л до 1,36 г/л. В то же время суммарное содержание липидов в спермоцитоплазме колеблется в пределах от 1,52 г/л до 2,05 г/л (табл. 1).

Т а б л и ц а 1. Описательная статистика данных содержания общих липидов в плазме спермы и спермоцитоплазме хряков-производителей (М±т; n=8)

71

Концентрация общих липидов в спермоцитоплазме чистопородных животных в 1,6 раза больше по сравнению с аналогичным показателем в плазме спермы. Суммарное содержание липидов в плазме спермы чистопородных хряков крупной белой породы был значительно выше (на 23,9 %, р<0,01) по сравнению с хряками синтетической линии (рис. 1). Вместе с тем уровень липидов в спермоцитоплазме хряков крупной белой породы был выше только на 5,2 %. Следует отметить, что в спермоцитоплазме существенных межпородных различий в составе липидов нами не обнаружено.

72

Рис. 1 Содержание общих липидов в плазме и спермоцитоплазме хряков-производителей

Концентрация липидов в плазме спермы и спермоцитоплазме хряков синтетической линии варьирует в пределах от 0,67 до 0,95 и 1,46-1,92 г/л соответственно. Содержание суммарных липидов в спермоци-топлазме хряков синтетической линии был практически в два раза выше по сравнению с плазмой спермы.

В сперме хряков-производителей присутствуют все основные классы липидов. Для спермоцитоплазмы и плазмы спермы характерно высокое содержание структурных (фосфолипиды, холестерин) и энергетических (триглицериды) липидов. Фосфолипиды - доминирующий класс общих липидов плазмы спермы и спермоцитоплазмы [7]. Именно эти соединения являются основными структурными элементами биологических мембран. Состав фосфолипидов, их жирокислотный спектр, а также взаимодействие с холестерином и белками определяют основные физические характеристики мембран сперматозоидов [8, 12].

В плазме спермы исследуемых животных содержание фосфолипи-дов значительно ниже, чем в спермоцитоплазме. Последняя характеризуется повышенным содержанием структурных (фосфолипиды и холестерин) и пониженным запасных (триглицеридов, эфиры холестерина) липидов (табл. 2). Доказано, что липидный профиль спермы хряков обеих групп отличается по количественному и качественному составу. В частности, содержание фосфолипидов в плазме спермы и спермоци-топлазме чистопородных животных ниже на 10,7 % (р<0,05) и 3,7 % в соответствии с показателями хряков синтетической линии. Суммарное содержание фосфолипидов и холестерина в спермоцитоплазме чистопородных хряков составляло 73 %, в плазме спермы - 60,1 %. В то же время суммарное содержание фосфолипидов и холестерина в спермо-цитоплазме и плазме спермы хряков синтетической линии составляло 73,2 % и 62 % соответственно.

Т а б л и ц а 2. Процентное соотношение содержания отдельных классов общих липидов в плазме и спермоцитоплазме хряков-производителей (М±т; n=8)

73

Следует отметить, что соотношение фосфолипидов плазмы спермы к фосфолипидам спермоцитоплазмы в обеих исследуемых группах меньше единицы, что, по-видимому, связано с увеличением количества фосфолипидов в половых клетках. Соотношение холестерина плазмы к холестерину спермоцитоплазмы в чистопородных животных составляло - 0,93, хряках синтетической линии - 0,90. Соотношение холестерина менее 1, скорее всего, связано со значительной концентрацией фосфолипидов в плазме и спермоцитоплазме исследуемых животных.

Анализируя данные таблиц 3 и 4, можно отметить, что диапазон колебаний содержания фосфолипидов в эякуляте исследуемых животных был незначительным.

Т а б л и ц а 3. Описательная статистика содержания отдельных классов липидов в плазме и спермоцитоплазме чистопородных хряков-производителей крупной белой породы (М±т; n=8)

74

Размах вариации отражает разницу между максимальным и минимальным значениями, то есть показывает диапазон возможных колебаний. Исследования показали, что размах вариации для фосфолипидов в исследуемых пробах составлял от 1,50 до 5,72 единиц.

Коэффициент вариации отражает процентное отношение среднего квадратического отклонения к средней арифметической величине признака. Данный показатель использовали для сравнительной оценки вариации, характеризующей однородность данных, а также устойчивость процессов.

Проведенные исследования показали, что коэффициент вариации по содержанию фосфолипидов в сперме хряков-производителей имел наименьшее значение и варьировал в диапазоне от 0,02 до 0,05. Чем больше коэффициент вариации, тем меньше однородная совокупность. Если этот показатель не превышает 0,333 или 33,3 %, вариационные признаки считаются слабыми, а если превышает 0,333 - сильными. Нижней границей коэффициента вариации считается ноль, верхнего предела не существует. Следует отметить, что при увеличении вариационных признаков увеличивается и их значение.

Т а б л и ц а 4. Описательная статистика содержания отдельных классов липидов в плазме и спермоцитоплазме чистопородных хряков-производителей синтетической линии (М±т; n=8)

75

Основным представителем стеринов в сперме хряков-производителей является холестерин. Именно он регулирует проницаемость клеточных мембран, влияет на микровязкость и молекулярную подвижность липидов в мембране [13].

Известно, что холестерин и фосфолипиды, как структурные компоненты биомембран, образуют в них комплексы различной стехиометрии, а соотношение холестерин/фосфолипиды (коэффициент Дьердии) является одним из основных показателей, который отражает вязкость и текучесть биологических мембран [12]. Коэффициент Дьердии в спер-моцитоплазме хряков крупной белой породы составил 0,64, в животных синтетической линии - 0,58.

Содержание холестерина в плазме спермы хряков крупной белой породы колеблется в пределах от 23,32 % до 29,05 %, в спермоцито-плазме - 26,01-32,82 % от общих липидов (табл. 3). Концентрация холестерина в плазме спермы животных синтетической линии была достоверно ниже (на 8,3 %, р<0,05) по сравнению с чистопородными хряками (табл. 4). Кроме свободного холестерина в сперме обнаружены и эфиры холестерина. В плазме спермы хряков синтетической линии содержание эфиров холестерина достоверно выше (на 31,5 %) по сравнению с чистопородными животными. Концентрация эфиров холестерина в половых клетках хряков-производителей была несколько ниже по сравнению с аналогичным показателем в плазме спермы. Стоит отметить, что установлены изменения в соотношении между содержанием свободного и этерифицированного холестерина. Так, в плазме спермы и спермоцитоплазме хряков синтетической линии SS23 соотношение между содержанием свободного и этерифицированного холестерина было ниже на 30,4 и 8,9 % соответственно по сравнению с показателями чистопородных производителей. Полученные данные свидетельствуют о том, что уровень этерификации холестерина в сперме хряков крупной белой породы несколько выше по сравнению с животными синтетической линии.

Содержание свободных жирных кислот в тканях связана с энергообеспечением организма и характеризует активность процесса липоли-за. Свободные жирные кислоты высвобождаются из триглицеридов под воздействием триацилглицероллипазы. В плазме спермы хряков синтетической линии SS23 уровень свободных жирных кислот был значительно ниже (на 16,8 %, р<0,01) по сравнению с чистопородными животными. В спермоцитоплазме подобная тенденция не обнаружена, что, вероятно, связано с более стабильным биохимическим составом плазмы клеток.

Концентрация триглицеридов в эякуляте хряков крупной белой породы была выше по сравнению с животными синтетической линии. Триглицериды - уникальные соединения, которые при определенных условиях способны быстро мобилизоваться из жировых депо и превратиться в другие соединения. Содержание триглицеридов в плазме спермы производителей крупной белой породы варьировало в пределах от 12,98 % до 17,40 %, в спермоцитоплазме - 8,46-12,23 %, тогда как у самцов синтетической линии 11,33-13,77 % и 8,97-11,18 % соответственно.

Следует отметить, что коэффициент асимметрии в сперме чистопородных хряков практически по всем показателям имел положительный характер, а эякулят производителей синтетической линии наоборот -отрицательный. В практических условиях симметричность распределения встречается чрезвычайно редко. Известно, что асимметрия -свойство распределения выборки, которая характеризует несимметричность распределения случайной величины. Данный критерий основан на соотношении показателей центра распределения: чем больше разница между средней арифметической и медианой, тем больше асимметрия ряда. Асимметрия со значением более 0,5 считается значительной, менее 0,2 - незначительной. Показатель асимметрии в плазме спермы исследуемых животных был значительно выше, чем в спермоцитоплазме.

Заключение. Таким образом, липидный профиль плазмы спермы и спермоцитоплазмы хряков-производителей отличается между собой по качественному и количественному составу, что обусловлено породными особенностями. Доминирующим классом липидов в сперме животных обеих пород являются структурные липиды. Количество фосфо-липидов в сперме хряков синтетической линии SS23 было высшее, чем у животных крупной белой породы. В плазме спермы обеих пород уровень липидов был ниже, чем в спермоцитоплазме. Исследование липидов спермы можно использовать как дополнительный метод диагностики бесплодия самцов.

ЛИТЕРАТУРА

1. А ф о н и н а, Г. Б. Липиды, свободные радикалы и иммунный ответ / Г. Б. Афонина, Л. А. Куюн. - К.: НАН Украины, 2000. - 258 с.

2. К а м ы ш н и к о в, В. С. Справочник по клинико-биохимическим исследованиям и лабораторной диагностике / В. С. Камышников. - М.: МЕДпресс-информ, 2004. - 920 с.

3. К л и м о в, А. Н. Обмен липидов и липопротеидов и его нарушения / А. Н. Климов, Н. Г. Никульчева. - СПб: Питер Ком, 1999. - 512 с.

4. Л у ц к и й, Д. Л. Исследование эякулята и его компонентов в диагностике воспалительных заболеваний мужской репродуктивной системы: ферменты, простасомы (обзор литературы) / Д. Л. Луцкий, Р. М. Махмудов, А. М. Луцкая // Проблемы репродукции. - 2011. - Т. 17. - № 3. - С. 82-84.

5. Окислительный стресс. Прооксиданты и антиоксиданты. / Е. Б. Меньщикова, В. З. Ланкин, Н. К. Зенков [и др.]. - М.: Фирма «Слово», 2006. - 556 с.

6. Тонкослойная и газожидкостная хроматография липидов: методические указания / М. Ф.Стефаник, В. И. Скорохид, О. П. Елисеева [и др.]. - Львов, 1985. - 28 с.

7. Т у л а г а н о в, К. А. Фертильность мужчин и биохимический состав спермоплаз-мы / К. А. Тулаганов, Х. Н. Садриддинов, У. К. Ибрагимов // Андрология и генитальная хирургия. - 2009. - № 2. - С. 94.

8. Х ы ш и к т у е в, Б. С. Особенности изменений фосфолипидного состава семенной жидкости у мужчин с нарушением фертильности / Б. С. Хышиктуев, А. А. Кошмелев // Клиническая лабораторная диагностика. - 2010. - № 7. - С. 27-30.

9. Ю н к е р о в, В. И. Математико-статистическая обработка данных медицинских исследований / В. И. Юнкеров, С. Г. Григорьев. - СПб.: ВМедА, 2002. - 266 с.

10. C e r o l i n i, S. Changes in sperm quality and lipid composition during cryopreserva-tion of boar semen. / S. Cerolini, A. MaldJian, F. Pizzi, T. M. Gliorri // Reprod. - 2001. -V. 121 (3). - P. 395-401.

11. E r q u n, A. Correlation of seminal parameters with serum lipid profile and sex hormones. / A. Erqun, S. Kose, K. Aydos // Arch. Androl. - 2007. - V. 53. - P. 21-23.

12. L e n z i, A. Lipids of the sperm plasma membrane: from polyunsaturated fatty acids considered as markers of sperm function to possible scavenger therapy / A. Lenzi, M. Picardo, L. Gandini // Human Reproduction Update. - 1996. - Vol. 2. - Р. 246-256.

13. T r a v i s, A. J. The role of cholesterol efflux in regulating the fertilization potential of mammalian spermatozoa // A. J. Travis, G. S. Kopf // J. Clin. Invest. - 2002. - V. 110. - № 6. -Р. 731-736.

Статистика

Вверх

© Ветеринария 2021