Введение к работе
Актуальность темы. Наиболее полное удовлетворение потребностей лвдей в продуктах питания и промышленности в сырье во многом зависит от интенсификации воспроизводства сельскохозяйственных животных. Решение этой проблемы связано с увеличением эффективности реализации генетически детерминированных репродуктивных возможностей животных.что.в свою очередь, сопряжено, во-первых, с выяснением фундаментальных механизмов, происходящих в спермиях процессов при их хранении вне организма, регуляции репродуктивной функции и ее нарушений, во-вторых, с выяснением причин снижения функциональной полноценности спермивв при криоконсервацин и воспроизводительной способности животных в различных условиях разведения, в-третьих, с выявлением возможностей целенаправленных воздействий на эти механизмн, изысканием подходов к управлению ими, а, в-четвертых, с разработкой высокоэффективных биотехнологий воспроизводства сельскохозяйственных животных.
В этом направлении достигнуты значительные успехи. Открыты метод хранения спермы при ультраниаких температурах и механизмы нейро-эядокринной регуляции воспроизводительной функции, разработаны эффективные технологии криоконсервации спермы и воспроизводства разных видов животных.
В то же время, остаются не до конца выясненными основные механизмы криогенных повреждений и протекции спермивв, их адаптации к низким температурам. Ни одна из выдвинутых криобиологами гипотез не.получила исчерпывающего экспериментального подтверждения. Около половины спермиев не восстанавливают своих функций после замораживания-оттаивания. Использование криоконсервированной спермы при воспроизводстве овец и свиней крайне ограничено. Не в полной мере установлены роль существенных для организма факторов внешней и "внутренней среды в проявлении репродуктивной функции, значение стрессов в воспроизводстве стада. Не исчерпаны резервы профилактики и терапии бесплодия, а также повышения эффективности'способов стимуляции воспроизводительных возможностей животных. Отсюда цель и задачи наших исследований.
Цель и задачи исследований. Цель работы состояла в изучении влияния различных факторов на функциональную полноценность спермиев и воспроизводительную функцию животных,а так-
хе в разработке способов повышения эффективности воспроизводства сельскохозяйственных животных.
Для достижения цели намечалось решение следующих задач:
-
Изучить ^гиттидин* состав плазматических мембран и его связь с функциональной полноценностью спермиев быка, барана и хряка при криоконсервации.
-
Выяснить влияние факторов эндогенной и экзогенной природы на липиды и морфофизиологические показатели спермиев.
-
Испытать мембраноактивные соединения при разработке способов сохранения спермиев вне организма.
-
Выяснить влияние стрессоров различной природы на воспроизводительную способность животных и наметить пути ее повышения.
-
Разработать технологию воспроизведения овец.
-
Разработать способ повышения воспроизводительной способности крупного рогатого скота.
Научная новизна работы. Методом высокоэффективной тонкослойной хроматографии установлены видовые особенности ли-пидного состава плазматических мембран спермиев быка, барана и хряка до и после криоконсервации спермы. Выявлены корреляции между содержанием отдельных фракций лигшдов в плазматических мембранах спермиев и их физиологическими показателями. Показано, что низкие температуры вызывают в сперми» ях быка, барана и хряка активацию фосфолипаз и процесса переписного окисления липидов (ПОЛ). Доказано, что криорезис-тентность спермиев связана с их адаптивными возможностями. Мембраноактивные препараты, относящиеся к антиоксидантам (ыекоидол, амбиол, мелонгозид, ОП-6, СК-4, СК-5, БИ0-50,ин-дандион), регуляторам проводимости (2,4 динитрофенол), детергентам (тритон Х-100, эмульсиягненасыщенных жирных кислот) и к средствам комплексного действия (общие липиды ак-тиномицетов и дрожжей, фосфолипиды кандиды), повышают устойчивость спермиев к низким температурам.
Выявлено влияние стрессоров различной природы на воспроизводительную функцию и показано, что антиоксиданты амбиол и СК-5 снижают уровень ПОЛ в крови животных и повышают их репродуктивную способность. Эти препараты способствуют нормализации гормонального статуса животных.
3 .
Разработаны среды для криоконсервадии спермы быка (а. е. № 1634268), барана (а.с. № 1498489 и № I5408I7) и хряка (а.с. Л II38I49 и №. II434I3), а также средство для повышения воспроизводительной способности животных (положительное решение ВНИИГПЭ от 26.02.91 на-выдачу а.с. по заявке * 4774697) и стимулятор репродуктивной функции животных (положительное решение ЕНИИГПЭ от 28.II.91 на выдачу а.с. по заявке & 4929301).
Практическая значимость. Результаты экспериментальных исследований дополняют современные знания о структуре и функции биологических мембран в различных условиях окружающей среды, о структурной организации плазматических мембран спер-миев быка, барана и хряка, о значении липкдного компонента биомембран в функциональной полноценности клеток, о роли и механизмах развития процесса ПОЛ в биологических объектах, о характере действия мембраноактивных веществ с разными мем-бранотрошшми эффектами на физиологобиохимические показатели спермиев, о влиянии факторов различной природы на репродуктивную способность животных, об особенностях ее проявления и механизмах регуляции, о роли антиоксидантний системы в этих механизмах, о механизмах действия антиоксидантов различной природы.
Материалы работы использованы при разработке следующих методических рекомендаций: "Система.воспроизводства крупного рогатого скота" (КишиневсМолдагроинформреклама, 1989) ; "Технологическая схема воспроизведения высокопродуктивных коров" (Кишинев:Молдагроинформреклама, 1991) ; "Организация воспроизводства -сельскохозяйственных животных в Молдове" (Кишинев, 1991) ; "Рекомендации по технологии производства продукции овцеводства" (Кишинев:Молдагроинформреклама,1992): "Адаптивная технология получения, криоконсервадии и использования семени барана" (Кишинев:Молдагроинформреклама,1992).
"Адаптивная технология получения, криоконсервации и использования спермы барана" и "Способ повышения воспроизводительной способности животных" внедрены в производство и успешно притеняются в практике.
Аптюбадия раббты. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на II съезде физиологов МССР (Кишинев,1980), конференции молодых ученых АН МССР "Молодежь и научно-техни-
чесний прогресс" (Кишинев, 1982), ІУ Всесоюзном симпозиуме по биохимии липидов (Киев, 1983), ХІУ съезде Всесоюзного физиологического общества им. И.П. Павлова (Баку, 1983), Всесоюзной конференции "Стресс-, адаптация и функциональные нарушения" (Кишинев, 1984).Всесоюзной конференции "Механизмы криоповреждения и криозащиты биологических объектов" (Харьков, 1984), III съезде физиологов МССР (Кишинев, 1985), II Всесоюзной конференции "Биоантиоксидант" (Москва, 1986), У съезде генетиков и селекционеров Молдавии (Кишинев, 1987), ХУ съезде Всесоюзного физиологического общества им. И.П.Павлова (Кишинев, 1987), У съезде Всесоюзного общества генетиков и селекционеров им. Н.И. Вавилова (Москва, 1987), III Всесоюзной конференции "Биоантиоксидант" (Москва, 1989), Всесоюзном симпозиуме "Биохимия сельскохозяйственных животных и продовольственная программа" (Киев, 1989), Международ-ной конференции "Биологические основы высокой продуктивности сельскохозяйственных животных" (Калуга, 1990), Всесоюзном симпозиуме "Физиология продуктивных животных решению продовольственной программы СССР" (Таллин, 1990), конференциях по овцеводству (Ставрополь, 1991, 1992), Всесоюзной научно-технической конференции "Использование гормональных препаратов в животноводстве" (Дубровицы, 1991), научно-производственной конференции "Проблемы интенсификации производства молока" (Минск, 1991), Всесоюзной конференции "Стресс, адаптация и дисфункции" (Кишинев, 1991), Международной конференции криобиологов (Харьков, 1992), ІУ Всесоюзной конференции "Биоантиоксидант" (Москва, 1992), заседаниях Ученых советов Института физиологии АН РМ (1978-1989) и Молдавского научно-исследовательского технологического института животноводства и ветеринарии (1989-1992), НТС МСХиП РМ (І988-І99І), комиссии "Медикамент" (1992), республиканских, научно-практических конференциях и семинарах (1978-1992).
Работа удостоена Первой премии Президиума Академии наук Республики Молдова.
Публикация результатов исследований. По теме диссертации опубликовано 70 научных работ.
На защиту выносятся следующие основные положения;
I. Видовые особенности липидного состава плазматических мембран и криорезистентности спермиев быка, барана и хряка.
-
Механизмы криогенных изменений лишдов и функционального состояния спермиев Сына, барана и хряка.
-
Криозащитные среды для замораживания спермы быка, барана и хряка.
-
Препарат амбиол, повышающий воспроизводительную способность животных.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 363 страницах машинописного текста, иллюстрирована 85 таблицами и 18 рисунками; состоит из введения, обзора литературы, материала и методов исследований, результатов собственных исследований, обсуждения полученных результатов, выводов, практических предложений и списка литературы, включающего 623 источника, в том числе 236 на иностранных язшсах.Кромв того, в диссертацию входят приложения на 7 страницах. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ