slovenskÁ poĽnohospodÁrska...

60
SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA V NITRE FAKULTA BIOTECHNOLÓGIE A POTRAVINÁRSTVANÁZOV FAKULTYNÁZOV VYSOKEJ ŠKOLY 1114678 VPLYV EXOGÉNNYCH FAKTOROV NA KVALITU SPERMIÍ

Upload: hatuyen

Post on 15-Aug-2018

218 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITAcrzp.uniag.sk/.../P/3705CE1B6586469D942F0A6BB293B23C.docx · Web viewDovoľujem si týmto poďakovať vedúcemu bakalárskej práce Doc. Ing

SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA

V NITRE

FAKULTA BIOTECHNOLÓGIE A

POTRAVINÁRSTVANÁZOV FAKULTYNÁZOV VYSOKEJ

ŠKOLY

1114678

VPLYV EXOGÉNNYCH FAKTOROV NA KVALITU SPERMIÍ

Page 2: SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITAcrzp.uniag.sk/.../P/3705CE1B6586469D942F0A6BB293B23C.docx · Web viewDovoľujem si týmto poďakovať vedúcemu bakalárskej práce Doc. Ing

2010 Michal Paško

SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA V NITRE

FAKULTA BIOTECHNOLÓGIE A POTRAVINÁRSTVA

VPLYV EXOGÉNNYCH FAKTOROV NA KVALITU

SPERMIÍ

BAKALÁRSKA PRÁCA

Študijný program: Aplikovaná biológia

Pracovisko: Katedra fyziológie živočíchov

Vedúci bakalárskej práce: Doc. Ing. Norbert Lukáč, PhD.

Page 3: SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITAcrzp.uniag.sk/.../P/3705CE1B6586469D942F0A6BB293B23C.docx · Web viewDovoľujem si týmto poďakovať vedúcemu bakalárskej práce Doc. Ing

Nitra 2010 Michal Paško

Čestné vyhlásenie

Podpísaný Michal Paško vyhlasujem, že som záverečnú prácu na tému „Vplyv

exogénnych faktorov na kvalitu spermii“ vypracoval samostatne s použitím uvedenej

literatúry.

Som si vedomý zákonných dôsledkov v prípade, ak uvedené údaje nie sú pravdivé.

Page 4: SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITAcrzp.uniag.sk/.../P/3705CE1B6586469D942F0A6BB293B23C.docx · Web viewDovoľujem si týmto poďakovať vedúcemu bakalárskej práce Doc. Ing

V Nitre 20. mája 2010

.............................

Michal Paško

Poďakovanie

Page 5: SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITAcrzp.uniag.sk/.../P/3705CE1B6586469D942F0A6BB293B23C.docx · Web viewDovoľujem si týmto poďakovať vedúcemu bakalárskej práce Doc. Ing

Dovoľujem si týmto poďakovať vedúcemu bakalárskej práce Doc. Ing.

Norbetovi Lukáčovi, PhD. a Ing. Eve Tvrdej za cenné odborné rady a pomoc pri

vypracovaní bakalárskej práce, a zároveň chcem poďakovať svojim rodičom, ktorí

ma počas bakalárskeho štúdia podporovali.

Abstrakt

Cieľom bakalárskej práce bolo spracovať informácie o stavbe spermií, procese ich

tvorby, podstate ich pohyblivosti a popísať jednotlivé faktory, ktoré vplývajú na

celkovú kvalitu spermií a ich fertilizačnú schopnosť. V súčasnej dobe vplýva na proces

tvorby, štruktúru a funkciu spermií široké spektrum faktorov, ktoré možno rozdeliť na

exogénne endogénne. Vek a genetická výbava zvieraťa sú najvýznamnejšími

endogénnymi faktormi. Spomedzi exogénnych faktorov majú veľký vplyv na celkovú

plodnosť samcov predovšetkým teplota a výživa. V poslednej dobe sa pozornosť

obracia predovšetkým na možný negatívny vplyv niektorých exogénnych vplyvov, ako

napr. nesprávnou výživou, prudkou zmenou prostredia alebo teploty a v neposlednom

rade aj zvýšenou kontamináciou životného prostredia a zvýšenou expozíciou ťažkými

kovmi. Preto je potrebné uvedomiť si možné riziká prostredia, pôsobením ktorých môže

dôjsť ku zvýšenému výskytu abnormálnych alebo nefunkčných spermií, zníženej alebo

úplne nefunkčnej reprodukčnej schopnosti samcov.

Kľúčové slová: spermie, spermatogenéza, exogénne faktory, fertilizačná schopnosť

Abstrakt (v cudzom jazyku)

The aim of this work was to process information about the sperm cell structure and

genesis, basics of sperm cell movement and the overall quality of semen. We also

described the most important factors which contribute to an overall semen quality and

fertilization capacity. A large scale of factors has an important impact on the sperm

gnesis, structure and function. These factors may be divided into exogenous and

endogenous. Age and genetic disposition of the animal are the most important

endogenous factors. Among exogenous factors, temperature and nutrition influence the

male fertility in a massive way. It has been shown lately, that some of the exogenous

factors, such as wrong alimentation,sudden temperature changes, environmental

pollution and heavy metal toxicity, may have a strong negative impact on male fertility.

Therefore, it ts important to realize and recognize the potential risks which may lead to

Page 6: SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITAcrzp.uniag.sk/.../P/3705CE1B6586469D942F0A6BB293B23C.docx · Web viewDovoľujem si týmto poďakovať vedúcemu bakalárskej práce Doc. Ing

increased abnormal sperm formation, loss of sperm function, which can result in a

decreased or even lost male reproduction capacity.

Keywords: sperm cell, spermatogenesis, exogenous factors, fertilization capacity

Obsah

Obsah .................................................................................................................... 6

Obsah skratiek a značiek .................................................................................... 8

Úvod ...................................................................................................................... 9

1 Súčasný stav riešenej problematiky doma a v zahraničí ........................... 11

1.1 Všeobecná charakteristika samčieho reprodukčného systému .............. 11

1.2 Charakteristika cicavčích spermií ........................................................... 11

1.3 Tvorba spermií (spermatogenéza) ......................................................... 12

1.3.1 Hormonálna kontrola spermatogenézy .......................................... 13

1.4 Stavba spermie ........................................................................................ 15

1.4.1 Hlavička spermie ............................................................................ 15

1.4.2 Bičík spermie .................................................................................. 16

1.4.2.1 Centrioly .................................................................................. 17

1.4.2.2 Segmentované chordy .............................................................. 17

1.4.2.3 Axonéma .................................................................................. 18

1.4.2.5 Hladké chordy .......................................................................... 19

1.4.2.6 Mitochondrie ............................................................................ 20

1.4.2.7 Anulus (Jensenov prstenec) ...................................................... 21

1.4.2.8 Fibrózna (vláknitá) pošva .......................................................... 21

1.4.2.9 Cytoplazmatická kvapka ............................................................ 22

1.5 Mechanizmus pohyblivosti spermie ......................................................... 22

1.6 Faktory vplývajúce na plodnosť ............................................................... 23

1.6.1 Vplyv exogénnych faktorov na stavbu spermie ............................... 24

1.6.1.1 Klimatické faktory vplývajúce na kvalitu spermií .................... 25

Page 7: SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITAcrzp.uniag.sk/.../P/3705CE1B6586469D942F0A6BB293B23C.docx · Web viewDovoľujem si týmto poďakovať vedúcemu bakalárskej práce Doc. Ing

1.6.1.2 Vplyv výživy na plodnosť a kvalitu spermií ............................. 27

1.6.1.2.2 Vplyv stopových prvkov na kvalitu spermií ................... 28

1.6.1.2.2.1 Vplyv ťažkých kovov na kvalitu spermií ......... 29

1.6.1.3 Vplyv životného štýlu na plodnosť mužov ................................ 30

2 Cieľ práce ......................................................................................................... 31

3 Metodika práce ................................................................................................. 32

4 Výsledky práce .................................................................................................. 33

Záver ........................................................................................................................ 34

Zoznam použitej literatúry .................................................................................... 35

Page 8: SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITAcrzp.uniag.sk/.../P/3705CE1B6586469D942F0A6BB293B23C.docx · Web viewDovoľujem si týmto poďakovať vedúcemu bakalárskej práce Doc. Ing

Zoznam skratiek a značiek

ADP adenozíndifosfát

ATP adenozíntrifosfát

CNS centrálny nervový systém

CO oxid uhoľnatý

DNA deoxyribonukleová kyselina

FSH folikulostimulačný hormón

g gram

LH luteinizačný hormón

μg mikrogram, 10-6 gramu

μm mikrometer, 10-6 metra

mm3 milimeter kubický

nm nanometer, 10-9 metra

Z  protónové číslo

°C stupeň Celzia

Page 9: SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITAcrzp.uniag.sk/.../P/3705CE1B6586469D942F0A6BB293B23C.docx · Web viewDovoľujem si týmto poďakovať vedúcemu bakalárskej práce Doc. Ing

Úvod

Riadená reprodukcia hospodárskych zvierat predstavuje predpoklad rozvíjania

úžitkovosti hospodárskych zvierat. Jej ciele pre najbližšie obdobie možno zahrnúť do

komplexného štúdia procesu oplodnenia hospodárskych zvierat. Tieto úlohy sú

zamerané do oblasti samčej pohlavnej sústavy.

Samčia pohlavná bunka spermia je však iniciátorom oplodnenia vajíčka. Z

vývojového aspektu spermia je produktom spermatogenézy, ktorá prebieha

v semenotvornom kanáliku semenníka. Na jej formovaní participujú mnohé faktory.

Pohlavné funkcie sú riadené nervovou a endokrinnou zložkou, ktoré prebiehajú v rámci

geneticky fixovaného riadiaceho systému. Tento systém je pod vplyvom vonkajších

a vnútorných faktorov.

Činnosť semenníka treba pochopiť nielen vo funkčnej jednote vlastného orgánu,

ale aj celého organizmu a vonkajšieho prostredia. Hoci semenník ako orgán veľkú

adaptačnú a regeneračnú schopnosť, vlastná spermatogenéza je veľmi senzitívna na

rôzne faktory, ktoré sa ľahko prejavia v porušenej spermatogenéze. Z tohto hľadiska je

spermatogenéza citlivým „barometrom“ na prejavenie sa účinkov rôznych látok

a faktorov, ktoré sa nemusia morfologicky prejaviť na iných orgánoch alebo tkanivách

tela. V súčasnosti môžeme definovať mnohé charakteristické zmeny v ultraštruktúre

spermií. Tieto ako morfologické jednotky majú svoje pomenovania a charakteristiku.

Príčina vzniku niektorých zmien je známa, u iných sa stále pátra po príčinách, ktoré ich

vyvolávajú. Za morfologickými aspektmi sa hľadajú hlbšie príčiny, genetické vzťahy,

vplyvy prostredia a iné.

Všetky vlastnosti ejakulátu sú v značnej miere ovplyvnené tak endogénnymi ako

aj exogénnymi činiteľmi. Rozdiely v ejakulátoch sú nielen medzidruhové, ale sú aj

exogénnymi činiteľmi. Rozdiely v ejakulátoch sú nielen medzidruhové, ale sú aj

rozdiely medzi plemenníkmi toho istého plemena, alebo dokonca rozdiely medzi

ejakulátmi toho istého plemenníka. Rozdielnosť kvantitatívnych a kvalitatívnych hodnôt

je spôsobená predovšetkým individualitou plemenníka, t. j. jeho dedičným založením,

vekom, plemenom a nemenej významné sú vplyvy výživy a ošetrovania plemenníkov,

klímy, frekvencie a techniky odberov ejakulátu po odbere dochádza k zmenám, alebo až

poškodeniu spermií. Zistilo množstvo faktorov, ktoré ovplyvňujú intenzitu metabolizmu

spermií a následne ich fertilizačnú schopnosť. Preto pri vyšetrovaní a ďalšej manipulácii

s ejakulátom musí sa postupovať rýchlo za takých podmienok, aby nedochádzalo

Page 10: SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITAcrzp.uniag.sk/.../P/3705CE1B6586469D942F0A6BB293B23C.docx · Web viewDovoľujem si týmto poďakovať vedúcemu bakalárskej práce Doc. Ing

k nadbytočnému odčerpávaniu energie a enzýmov, hromadeniu produktov látkovej

premeny a morfologickým zmenám na spermiách.

Pravidelné vyšetrovanie semena umožňuje včas eliminovať kvalitné a nekvalitné

ejakuláty, ktoré nemajú vyhovujúce fertilizačné vlastnosti. Z tohto hľadiska je

laboratórna kontrola semena dôležitým opatrením na používanie plnohodnotných

ejakulátov pri zabezpečovaní dobrej plodnosti prostredníctvom umelej inseminácie.

Pojem kvalitný ejakulát vyjadruje biologickú plnohodnotnosť, t. j. schopnosť oplodniť

a dať začiatok novému životu. Biologická plnohodnotnosť sa testuje laboratórnymi

metódami pomocou, ktorých sa zisťuje, či vlastnosti ejakulátu (makroskopické,

mikroskopické, fyzikálno–chemické a morfologické) zodpovedajú fertilizačným

požiadavkám.

Účelom kontroly ejakulátu je určiť kvalitu a zistiť jeho vhodnosť na dlhodobú

konzerváciu, určiť schopnosť používania v umelej inseminácii a plodnosť plemenníka.

Page 11: SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITAcrzp.uniag.sk/.../P/3705CE1B6586469D942F0A6BB293B23C.docx · Web viewDovoľujem si týmto poďakovať vedúcemu bakalárskej práce Doc. Ing

1 Súčasný stav riešenej problematiky doma a v zahraničí

1.1 Všeobecná charakteristika samčieho reprodukčného systému

Reprodukčné funkcie samcov zahrňujú tvorbu spermií a ich dopravu do

samičích pohlavných orgánov. Rozdeľujú sa na gonády (semenník), vývodné cesty

semena (prisemenník, semenovod, prídavné pohlavné žľazy) a kopulačný organ (penis;

Kulíšek et al., 1998).

Semenník je párová pohlavná žľaza samca v ktorej dochádza k tvorbe a

produkcii pohlavných buniek – spermií a samčích pohlavných hormónov testosterónu

a androsterónu, ktoré ovplyvňujú diferenciáciu samčích pohlavných orgánov počas

emryonálneho vývoja a vznik sekundárnych pohlavných znakov (Kulíšek et al., 1998).

Z belavej blany prenikajú do parenchýmu semenníka radiálne usporiadané

priehradky – septuli testis, ktoré ho rozdeľujú na lalôčiky - lobuli testis pyramídového

tvaru. Lalôčiky sú vyplnené intersticiálnym tkanivom a stočenými semenotvornými

kanálikmi. V interstíciu sa nachádzajú intersticiálne bunky, Leydigove bunky, cievy,

krvné a lymfatické kapiláry. Hlavnú časť tvoria stočené semenotvorné kanáliky – tubuli

seminiferi contorti, ktoré sú miestom vývoja spermií. Na lamina propria nasadá vlastný

semenotvorný epitel – epithelium spermatogenum, ktorý je viacvrstvový a tvoria ho

spermatogénne elementy a podporné Sertoliho bunky. Spermatogénne bunky sú

početnejšie než Sertoliho bunky a tvoria hlavný typ buniek zárodočného epitelu.

(Kováčik et al. 2009).

1.2 Charakteristika cicavčích spermiíSperma (ejakulát, semeno) je zmes spermií a výlučkov prídavných pohlavných

žliaz. Z ďalších bunkových elementov sa v nej nachádzajú odlúpené epitelové bunky,

leukocyty a i. Množstvo a zloženie ejakulátu je pri jednotlivých cicavcoch odlišné

(Gamčík a Zibrín, 1992).

Spermia je samčia pohlavná bunka. Tvarovo i fyziologicky je prispôsobená na

oplodnenie samičieho vajíčka. Skladá sa z hlavičky a bičíka. Hlavička vznikla z jadra a

má polovičný počet chromozómov, bičík z cytoplazmy spermatídy (Jelínek a Jelínek,

2002).

Spermie vznikajú v semenotvorných kanálikoch semenníka a ich vývoj je zložitý

a dlhý proces. Začína sa obdobiami rozmnožovania, rastu a dozrievania a končí sa

Page 12: SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITAcrzp.uniag.sk/.../P/3705CE1B6586469D942F0A6BB293B23C.docx · Web viewDovoľujem si týmto poďakovať vedúcemu bakalárskej práce Doc. Ing

spermiohistogenézou, pri ktorej sa spermie morfologicky dotvárajú. Vývin sa začína

v puberte, pri býkovi už od 7. mesiaca, pri žrebcovi od 12. a pri kancovi a baranovi od

5. mesiaca života. Udržuje sa počas celého obdobia pohlavného života a končí sa až

v starobe (Miholová a Lipský, 1994).

Priemerná dĺžka spermie sa pohybuje od 70 – 75 µm, dĺžka hlavičky 8,5 – 10

µm a jej šírka 4 – 4,25 µm. Z celkovej hmotnosti spermie na hlavičku pripadá 51% a na

bičík 49%. Aktívny pohyb zaisťuje bičík. Skladá sa zo 4 oddielov: centriolový

(implantačný) oddiel, mitochondriový (stredný) oddiel, hlavný a koncový (terminálny)

oddiel. Genetické informácie sú uložené v jadrovej hmote (Lukáč et al. 2007).

1.3 Tvorba spermií (spermatogenéza)Pod pojmom spermatogenéza sa rozumie vývoj samčej pohlavnej bunky

domácich cicavcov. V tomto procese sa relatívne málo diferencované kmeňové bunky

spermatogónia transformujú na spermie. Počas jeho priebehu sa rozlišujú 3 základné

fázy alebo etapy: spermatocytogenéza, meióza a spermiogenéza.

Prvú fázu reprezentujú spermatogóniá tvoriace postnatálne mitotické štádium,

teda fázu množenia, druhú spermatocyty, ktoré sú v meiotickej faze spermatogenézy

alebo fáze zrenia, spermatidy reprezentujú tretiu postmeiotickú fázu spermatogenézy.

(Massányi, 1991).

Spermie sa začínajú tvoriť v čase pohlavnej dospelosti. Tvorba prebieha

v zárodočnom epiteli a opakuje sa cyklicky. Jeden cyklus trvá asi 35 – 50 dní. V stene

semenotvorného kanálika sa nachádzajú bunky štyroch generácií nad sebou, každá

tvorená iným spermatogénnym cyklom. Až pokým nie je u samca dosiahnutá pohlavná

dospelosť, tvoria Sertoliho bunky a nezrelé spermatogónie stenu semenotvorných

kanálikov. Obdobie množenia začína ich mitotickým delením a vznikajú dva typy

buniek:

1) Kmeňové a materské bunky predstavujú spermatogónie. Delením vznikajú dve

nerovnaké bunky. Jedna sa opakovane delí a vznikajú spermatogónie A1, A2, A3,

A 4, intermediárne spermatogónie (IM) a spermatogónie B. Druhá bunka sa

podobá materskej bunke a zostáva na mieste a po určitom období sa v interfáze

rozdelí a začne tak novú vlnu spermatogenézy.

Page 13: SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITAcrzp.uniag.sk/.../P/3705CE1B6586469D942F0A6BB293B23C.docx · Web viewDovoľujem si týmto poďakovať vedúcemu bakalárskej práce Doc. Ing

2) Nastáva zväčšenie spermatogónií , začína perióda rastu, absorbujú zásobné látky

a vyvíjajú sa z nich spermatocyty I. rádu (primárne spermatocyty). Meiotickými

deleniami dochádza k ich redukcii, čím začína obdobie zrenia. Prvé meiotické

delenie - vnikajú spermatocyty II. rádu (sekundárne spermatocyty). Druhé

meiotické delenie – vnikajú z každého dve, čiže 4 spermatídy. Nasleduje proces

spermahistogenéza, čo popisuje zložitú premenu spermatíd na spermie.

Spermatídy, ktoré sa už nemôžu ďalej deliť sa premieňajú na spermie. Jadro

spermatídy sa mení na hlavičku spermie a z organel a cytoplazmy vznikajú obaly

hlavičky, kŕčok a bičík (Carola et al., 1995).

Dĺžka spermatogénneho cyklu trvá pri býkovi a baranovi 60 – 70 dní, pri kancovi

50 – 60 dní.

Spermatogenéza prebieha v celom semenotvornom kanáliku nepretržite.

V semenotvornom kanáliku sa vyvíja spermatogénny proces vlnovito a cyklicky, vždy

v určitej časti. Mladé spermie pasívne transportuje prúd tekutiny a kontrakcie tunica

dartos a m. cremaster do chvosta prisemenníka, ktorý pre spermie predstavuje vhodný

rezervoár. Tu sú spermie uložené tesne vedľa seba a vo zvýšenej koncentrácii spermií

v semenníku sa nachádza v hlave prisemenníka 0,16 miliónov, v tele 1 milión

a v chvoste 3,6 milióna spermií v 1 mm3. Pri kancovi je v chvoste prisemeníka

koncentrácia spermií 33 – ráz väčšia než v ejakuláte (Massányi et al., 2002).

1.3.1 Hormonálna kontrola spermatogenézy

Spermatogenéza je pod neustálou endokrinnou kontrolou. V puberte sú

semenníky pod vplyvom zvýšenej produkcie folikulostimulačného (FSH)

a luteinizačného hormónu (LH). Produkcia androgénov býkov začína vo veku 5 – 6

mesiacov a kancov vo veku 3 mesiacov. Pre optimálny priebeh spermatogenézy je

najvýhodnejšie pôsobenie FSH a LH v určitej kombinácii s estrogénmi (Gamčík a

Zibrín, 1992).

Page 14: SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITAcrzp.uniag.sk/.../P/3705CE1B6586469D942F0A6BB293B23C.docx · Web viewDovoľujem si týmto poďakovať vedúcemu bakalárskej práce Doc. Ing

Obr. č. 1 Spermatogenéza – diagram vzájomného vzťahu Sertoliho bunky

a vývojových štádií spermií v semenotvornom epiteli kanálika semenníka

(Massányi, 1991)

Page 15: SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITAcrzp.uniag.sk/.../P/3705CE1B6586469D942F0A6BB293B23C.docx · Web viewDovoľujem si týmto poďakovať vedúcemu bakalárskej práce Doc. Ing

1.4 Stavba spermie

1.4.1 Hlavička spermie

Úlohou hlavičky je preniesť dedičný materiál lokalizovaný v nukleoplazme.

Hlavička sa skladá z nukleoplazmy (jadro) a štruktúr jadrového pôvodu, akrozomálneho

systému a postakrozomálnej čiapky (Massányi et al., 2002).

Tvar hlavičky spermie je podmienený tvarom kondenzovanej nukleoplazmy.

Výnimku tvorí mierne zdvihnutý a zhrubnutý apikálny okraj podmienený zhrubnutím

akrozómu. Tento útvar, nazývaný „apikálne teliesko", sa zistil pri býkoch, baranoch a

králikoch; hlavičky spermie psa, žrebca a zajaca toto zhrubnutie nemajú. (Gamčík

a Zibrín, 1992).

Nukleoplazma vypĺňa celé jadro hlavičky. Jej štruktúra je homogénna

a kompaktná (Massányi, 1991).

V jadre hlavičiek spermií sa nachádza otcovský dedičný materiál. Jeho obsah

v zrelej spermii predstavuje kondenzovaný chromatín. Od jadier somatických buniek sa

líši polovičným obsahom DNA a chromatín v ultratenkých rezoch nie je usporiadaný do

vláknitej štruktúry, ale tvorí kompaktnú masu (Massányi et al., 2004).

Akrozóm je cytoplazmový útvar ,ktorý pokrýva prednú oblasť hlavičky.

V spermiách domácich cicavcov má tvar váčika s obsahom homogénneho materiálu

nazývaného akrozómová hmota alebo akrozómový matrix. Spomínanú hmotu

ohraničuje vnútorná akrozómová membrána, ktorá leží na strane jadrovej membrány

a vonkajšia akrozómová membrána, ktorú pokrýva cytoplazmatická membrána. Obe

membrány sú uložené vedľa seba a priestor medzi nimi vypĺňa akrozómová hmota.

Akrozóm sa na okraji rozširuje a utvára podklad pre apikálny hrebeň. V akrozóme sa

chemickým rozborom zistili sacharidy, chemicky identifikované ako galaktáza, manóza,

fruktóza, galaktosamín, glukosamín, kyselina sialová. Medzi enzýmy akrozómu patria

hyaluronidáza, akrozín, proakrozín, esterázy, neuromidázy, kyslé fosfatázy, fosfolipáza

A, acylsulfatáza, kyslé proteinázy, kolagenáza (Behre et al., 2000).

Hlavičky spermií býka a barana sú v podstate podobné. Rozdiely sú iba na

bazálnej časti hlavičky a na postakrozómovom zúbkovanom okraji baraních spermií.

Hlavička kančej spermie má výraznejší apikálny hrebeň a celkove objemnejší akrozóm.

Hlavička žrebčej spermie má viac ovoidný tvar, vo väčšine prípadov je asymetrická

(Massányi et al., 2004).

Page 16: SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITAcrzp.uniag.sk/.../P/3705CE1B6586469D942F0A6BB293B23C.docx · Web viewDovoľujem si týmto poďakovať vedúcemu bakalárskej práce Doc. Ing

1.4.2 Bičík spermie

V bičíku sa nachádza pohybový aparát spermie. Pohyblivosť spermií je

nevyhnutná na ich distribúciu v samčej pohlavnej sústave a na penetráciu do vajíčka. Aj

keď to nie je jediná vlastnosť potrebná na oplodnenie, dostupnosť jej hodnotenia sa

stala v praxi jedným zo základných selekčných kritérií na hodnotenie kvality ejakulátov

a ich výberu na umelú insemináciu. Z tohto aspektu vyplýva podnet na ďalšie,

detailnejšie štúdium pohybového systému spermií (Massányi, 1991).

Podľa rozloženia niektorých charakteristických útvarov sa bičík rozdeľuje na

centriolový (implantačný) oddiel tzv. kŕčok, mitochondriálny (stredný) oddiel, hlavný

oddiel a koncový (terminálny) oddiel. Takéto označenie dobre vystihuje funkčnú

podstatu jednotlivých častí bičíka, treba však povedať, že tieto oddiely morfologicky

a funkčne netvoria oddelené celky. Na rozdiel od hlavičky sa zdôrazňuje len

cytoplazmatický pôvod bičíka (Gamčík a Zibrín, 1992).

Centriolový oddiel sa v ultraštruktúre javí ako komplikovaná sústava, ktorej

základ tvoria dva centrioly (proximálny a distálny), z ktorých sa v zrelej spermii

zachováva iba proximálny . Ďalej sú to záhyby nadbytočného jadrového obalu a bazálne

telieska. Prednú časť centriolového oddielu tvorí konvexná artikulačná oblasť – hlavica

alebo kapitulum - ktorá zapadá do konkávy bazálnej platne na dne implantačnej jamy

hlavičky. V oblasti kapitula sa pozorovalo splývanie segmentovaných chord medzi

sebou, ako aj vlastnou artikulárnou štruktúrou kapitula. Centriolový oddiel nadväzuje

vzadu na mitochondriálny oddiel bičíka (Massányi et al., 2004).

Mitochondriálny oddiel je charakteristický koncentrický usporiadanými

mitochondriami tesne pod cytoplazmatickou membránou. Je ukončený anulom

(Jesenovým prstencom; Jégou et al., 2000).

Hlavný oddiel nasleduje za anulom. Charakterizuje ho fibrózna pošva

umiestnená okolo osového vlákna (Gamčík a Zibrín, 1992).

Koncový oddiel nepokrýva už fibrózna pošva, ale iba cytoplazmatická

membrána. Jednotlivé zložky tvoria centioly, segmentované chordy, mitochondrie,

anulus, fibrózna pošva, komplex osových vlákien, ktoré majú charakteristické

usporiadanie. V strede bičíka je pár vlákien, ktoré s vláknami vnútorného prstenca

tvoria axonému. Vonkajší prstenec je tiež zložený z 9 vlákien, ktoré sa označujú ako

hladké chordy (Massányi, 1991).

Page 17: SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITAcrzp.uniag.sk/.../P/3705CE1B6586469D942F0A6BB293B23C.docx · Web viewDovoľujem si týmto poďakovať vedúcemu bakalárskej práce Doc. Ing

1.4.2.1 Centrioly

Na konci 2. meiotického delenia sa formuje pár centriolov, ktoré sa od seba

neoddeľujú, ale migrujú z oblasti Golgiho komplexu na opačnú stranu bunky, kde sa

umiestnia blízko cytoplazmatickej membrány (Gamčík a Zibrín, 1992).

Z centriolu, ktorý je umiestnený kolmo na povrch bunky, vyrastie axonéma

zložená v strede z 2 mikrotubulov obkolesených 9 dubletami mikrotubulov. Opisovaný

centriol sa nazýva distálny (flagelotvorný) centriol. Na novosformovaných bičíkoch má

cylindrický vzhľad. Jeho stena sa skladá z 9 pravidelne rozložených tripletov

mikrotubulov, z ktorých sa formujú dublety axonémy, a to z jeho subjednotiek A, B

polymerizáciou proteínov mikrotubulov na ich distálnom konci (Jégou et al., 2000).

Platí názor, že centiol je organizačným centrom na formovanie axonémy počas

jej vývoja. Výskumy však vyvrátili klasickú domnienku, že všetky pohyblivé bičíky

musia obsahovať centiol alebo bazálne teliesko, ktoré by vykonávalo funkciu

kinetického centra na reguláciu pohyblivosti. Zistilo sa že, segmenty bičíka oddelené od

hlavičky sú schopné samostatne vyvolať a koordinovať pohyblivosť bičíka (Massányi et

al., 2004).

1.4.2.2 Segmentované chordy

Segmentované chordy sa označujú aj ako segmentované stĺpy (Fawcett, 1975).

Elektrónovo tmavý materiál, podobný materiálu pri proximálnom centiole, sa dá

pozorovať aj pri distálnom centriole, ktorý je základom vzniku periodickej štruktúry

(Massányi, 1991).

Z nej sa vyvinie 9 segmentovaných chord centriolového oddielu, ktoré sa

distálnym smerom pripoja k 9 hladkým chordám. Proximálne sa počet segmentovaných

chord zredukuje na 7. Dve segmentované chordy z každej strany zrastú a utvoria 2

väčšie stĺpy. Ďalších 5 menších segmentovaných chord spolu s 2 väčšími stĺpmi

anteriórne splývajú do kapitula. Niekedy môžeme v tejto časti zistiť ešte ďalšie denzity,

ktoré zodpovedajú segmentovaným chordám (Gamčík a Zibrín, 1992).

Segmentované chordy sú dlhé 1-2 μm. Nepresahujú oblasť kŕčka. Pri ich

zadnom ukončovaní sa voľne stenčujú a šikmo prekrývajú s prečnievajúcimi prednými

koncami 9 hladkých chord, s ktorými sa pevne klinovite spájajú. Chordy

v ultraštruktúre vidíme ako kontinuálny útvar prechádzajúci bičíkom, hoci

segmentované a hladké chordy majú iný pôvod vzniku. Na elektrónograme môžeme

v mieste ich splývania sledovať šikmú líniu sekundárnej fúzie. V pozdĺžnom reze na

Page 18: SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITAcrzp.uniag.sk/.../P/3705CE1B6586469D942F0A6BB293B23C.docx · Web viewDovoľujem si týmto poďakovať vedúcemu bakalárskej práce Doc. Ing

segmentovaných chordách sa dajú zistiť priečne prebiehajúce hrubšie tmavé úseky asi

52 nm, ktoré sa striedajú s tenšími bielymi asi 14,5 nm pásmi (Zibrín, 1990).

Ide o celú periódu striedania sa týchto dvoch línií celkovej hrúbky 66,5 nm

v priebehu segmentovania chord. Segmentácia je veľmi pravidelná. V strede bieleho

pásu sa dá rozlíšiť jemná tmavá línia a v tmavom segmente rozoznáme 9-10 pásov.

Svetlé a tmavé pásy sú priečne pruhované elementy longitudinálne orienotvaných

proteínových vlákien makromolekulárnych dimenzií (Fawcett a Phillips, 1969).

Formovanie segmentovaných chord a artikulárnej plochy bičíka sa začína skôr,

ako sa centriol a báza bičíka spoja s hlavičkou spermatidu. Z pozorovaní, že tmavý

materiál, z ktorého sa formujú štruktúry centriolového oddielu, sa akumuluje v stenách

centriolu, a z doteraz zistených poznatkov z oblasti genézy oganel vyplýva domnienka,

že prekurzory, syntetizované v ranom štádiu spermatogenézy pravdepodobne

v ribozomálnom systéme bunky, zhromažďujú a organizujú centrioly. Materiál okolo

stien priečne uloženého centiolu sa reorientuje a spojí sa so vznikajúcimi fibrilami

okolo distálneho centriolu. Fibrily sa predĺžia dopredu a pripoja sa na artikulárnu plochu

kapitula (Massányi, 1991).

1.4.2.3 Axonéma

Axonémou sa označuje skupina fibríl, ktoré prechádzajú bez prerušenia celou

dĺžkou bičíka. Považujú sa za motor spermie (Zibrín, 1990).

Axonéma má charakteristické usporiadanie vlákien. V strede sa nachádza

centrálny pár vlákien, okolo ktorých sa koncentruje 9 dvojitých vlákien tzv. dubletov.

V dubletoch mikrotubulov sa jedno z dvojice vlákien (s tmavým obsahom) s 2

vystupujúcimi výbežkami (ramená) smerujúcimi k susednej dvojici označuje ako

element alebo subjednotka (subfibrila) A. Druhé vlákno má svetlý obsah a označuje sa

ako element alebo subjednotka(subfibrila) B. Na prednej časti bičíka sa ku každej

dvojici mikrotubulov z vonkajšej strany prikladajú hladké chordy. Subjednotka A tvorí

kompletný mikrotubulus, ktorý má v priemere 26 nm, subjednotka B má v reze tvar

písmena C s okrajmi pripojenými k stene subjednotky A . Časť steny podjednotiek

A a B je teda spoločná. Cylindrická stena subjednotky A sa skladá z 13 protofilamentov

(vlákien) hrubých 3,5 nm. Každý protofilament sa skladá s dimérov proteínu rozmeru 8

nm, ktorý sa nazýva tubulín. Elektroforetický sa dá rozdeliť na 2 frakcie tubulínu α a β.

Diméry sú spojené v rade za sebou a tvoria tak protofilamenty. Podjednotka B je

Page 19: SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITAcrzp.uniag.sk/.../P/3705CE1B6586469D942F0A6BB293B23C.docx · Web viewDovoľujem si týmto poďakovať vedúcemu bakalárskej práce Doc. Ing

zložená z podobných dimérov tubulínu, ale obsahuje iba 10 protofilamentov (Amelar

et.al., 1980).

V priečnych rezoch axonémy môžeme pozorovať, že sa k podjednotke A

pripájajú 2 rozbiehavé ramienka smerom k nasledujúcemu dubletu. Sú zložené

v podstate z bielkoviny, ktorá sa nazýva dyneín (Pursel et al., 1972).

Ramienka majú enzýmovú aktivitu s obsahom adenozíntrifosfátu a nazývajú sa

dyneínové ramená. Dublety mikrotubulov sú navzájom prepojené molekulami proteínu

nexínu a nazývajú sa nexínové spojky. Od každej subfibrily A smerom do stredu

axonémy prechádzajú radiálne spojky, ktoré sa pripájajú na vlákna závitov okolo

centrálneho páru mikrotubulov. Radiálne spojky oddeľujú 9 rovnakých úsekov na

osovom vlákne. Každý z centrálneho páru mikrotubulov sa skladá z 13 protofilamentov.

Mikrotubuly sú navzájom pospájané mostíkmi, ktoré sú od seba vzdialené asi 3,5 nm

pozdĺž ich osi. Mikrotubuly sú obalené špirálov centrálnej pošvy, ktorú tvoria závity 6

nm hrubých filamentov (Fawcett, 1975).

1.4.2.4 Hladké chordy

V cicavčích spermiách ku každej dvojici mikrotubulov prilieha z vonkajšej

strany na proximálnej časti bičíka jedna hladká chorda. Na priečnom reze v tejto časti

bičíka sa formujú vlákna v usporiadaní 9 + 9 + 2. Hrúbka hladkých chord sa distálnym

smerom zmenšuje, až sa napokon slepo zakončujú. Dĺžka jednotlivých elementov nie je

rovnaká, ani jeden z nich však nedosiahne koniec hladkej časti. Každá z hladkých chord

sa vpredu spája s jednou z 9 segmentovaných chord. Kým medzi dupletmi mikrotubulov

nie sú rozdiely, hladké chordy sa na priečnom reze líšia tvarom a plochou. Chordy

označujeme číslom 1, 5, 6, sú obyčajne najdlhšie a najhrubšie. Zistili sa medzidruhové,

ale aj individuálne rozdiely v ich tvarovaní a dĺžke (Massányi, 1991).

Hladké chordy nie sú homogénne. V strede sa nachádza svetlejšia dreň, ktorú

obklopuje tenká vrstva kôry z tmavšieho materiálu. Kôra tvorí súvislú vrstvu na

abaxiálnej strane, na axiálnej ploche býva prerušená. V matrixe bičíka sa v hmote medzi

hladkými chordami dajú pozorovať okrúhle alebo nepravidelné profily. Tieto štruktúry

sa označujú ako satelitné fibrily (Massányi et al., 2004).

V oblasti terminácie sa hladké chordy približujú, až priľahnú k stene

korešpondujúcej dublety. Hladké chordy 3 a 8 sa pripájajú na fibróznu pošvu v oblasti

pozdĺžnych stĺpov (Gamčík a Zibrín, 1992).

Page 20: SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITAcrzp.uniag.sk/.../P/3705CE1B6586469D942F0A6BB293B23C.docx · Web viewDovoľujem si týmto poďakovať vedúcemu bakalárskej práce Doc. Ing

Dĺžka hladkých chord je od momentu ich vzniku rovnaká. Na začiatku sú to

však jemné útvary priložené ku každej dublete, ktoré postupne hrubnú. Ich vznik sa

vysvetľuje tak, že po vyvinutí osového vlákna si jednotlivé dublety mikrotubulov

zachovajú určitú induktívnu a organizačnú kapacitu, vlastnú centriolu, z ktorého vznikli,

a na jej základe sa sformujú hladké chordy zo steny priliehajúcej dublety (Massányi,

1991).

Spermie vodných živočíchov nemajú hladké chordy. Ich vznik sa dáva do

súvislosti s vývojom internej fertilizácie. V zhode zo zvyšovaním počtu mitochondrií

cicavcov oproti vodným živočíchom sa hladké chordy považovali za prídavné

motorické elementy, ktoré majú pomôcť prekonať vyskytujúce sa prekážky v samičej

pohlavnej sústave. Novšie chemické analýzy však ukázali, že neexistuje nijaká súvislosť

medzi akýmkoľvek známym kontraktilným proteínom a zložením hladkých chord.

Obsah ich proteín stabilizujú disulfidové väzby, čím nadobúdajú pasívne elastické

vlastnosti. Ich funkciou je najmä spevniť, resp. elasticky ovinúť bičík. Nadväzne na toto

konštatovanie sa zistilo, že bičíky spermií takých druhov, ktoré majú dlhšie hladké

chordy, sa pri pohybe menej ohýbajú v porovnaní s bičíkmi spermií s kratšími chordami

(Phillips, 1972).

1.4.2.5 Mitochondrie

Mitochondrie sa považujú za metabolické-energetické ústredie bunky. Svojou

činnosťou poskytujú bunke energiu (Gamčík a Zibrín, 1992).

Na bičíku sú uložené v špirále, ktorú na povrchu pokrýva cytoplazmatická

membrána a tesne pod špirálou sa nachádzajú hladké chordy. Tieto topografické pomery

by naznačovali, že mitochondrie sú zdrojom energie pre chordy, ktoré však nie sú

kontraktilné (Phillips, 1972).

V spermii býka sa nachádza 90 mitochondrií sústredených do špirály.

K usporiadaniu mitochondrií do špirály dochádza v posledných obdobiach formovania

sa spermie. Mitochondrie zaujímajú svoje stabilné postavenie v mitochondriálnej špirále

počas vývoja bičíka spermatidu (Gamčík a Zibrín, 1992).

V mitochondriách sa odohrávajú dôležité procesy získavania energie, pričom

prebieha oxidačná fosforylácia, cytochrómový transport elektrónov vodíka, Krebsov

cyklus citrónovej kyseliny a cyklus oxidácie mastných kyselín. Všetkými uvedenými

procesmi sa získava energia ktorá sa deponuje v kyseline adenozíntrifosforečnej (ATP).

Považuje sa za rezervnú látku na akúkoľvek činnosť bunky, pri ktorej je potrebná

Page 21: SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITAcrzp.uniag.sk/.../P/3705CE1B6586469D942F0A6BB293B23C.docx · Web viewDovoľujem si týmto poďakovať vedúcemu bakalárskej práce Doc. Ing

energia. Spermie takto získanú energiu využívajú najmä na svoj pohyb (Massányi,

1991).

Mitochondrie ohraničujú dve membrány – vonkajšia a vnútorná. Priehradky –

kristy – mitochondrií (cristae mitochondriales) sú záhyby vnútornej membrány. Medzi

dvoma membránami existuje 8 nm priestor. Priehradky mitochondrií sú tubulárneho

typu. Nie je ich veľa, v priereze mitochondrie môžeme vidieť iba 1 – 2. Zistili sa

degeneratívne zmeny na mitochondriách po inkubácií spermií pri 37 °C. Prejavili sa

znížením denzity mitochondriálnej matrix, rozpadom mitochondriálnych priehradok.

Namiesto nich mitochondrie vypĺňal vláknitý materiál. Niektoré mitochondrie stratili

svoj obsah úplne (Massányi et al., 2004).

1.4.2.6. Anulus (Jensenov prstenec)

Massányi (1991) uvádza, že  zrelej spermii na distálnom konci mitochondriálnej

špirály, v mieste pripojenia sa mitochondriálnej špirály do fibróznej pošvy, sa nachádza

kruhový útvar – anulus – ktorý má v reze trojuholníkový tvar. Anulus je dobre viditeľný

už počas poslednej fázy spermiogenézy. Na zrelej spermii sa zachováva iba jeho menšia

časť. Najprv sa táto štruktúra nachádza v blízkosti dvoch centriolov, neskôr skĺzne

pozdĺž bičíka až na miesto ukončenia mitochondriálnej špirály.

1.4.2.7 Fibrózna (vláknitá) pošva

Fibrózna pošva pokrýva celý oddiel bičíka, ktorý je v porovnaní

s mitochondriálnym oddielom tenší a začína sa tesne za anulom (Gamčík a Zibrín,

1992).

Základná štruktúra fibróznej pošvy je v podstate rovnaká ako vo všetkých

spermiách domácich zvierat. Skladá sa z dvoch longitudinálnych elementov, ktoré

prebiehajú paralelne s osovými vláknami bičíka a stoja navzájom proti sebe. Z obidvoch

pozdĺžnych vlákien vystupujú priečne uložené výbežky, ktoré sa nazývajú rebrá. Majú

polkruhovitý tvar a upínajú sa na 2 pozdĺžne stĺpy. Ako sa bičík zužuje, strácajú sa

pozdĺžne vlákna distálnym smerom, zmenšujú sa a rebrá sú jemnejšie. Niekoľko

mikrónov od ukončenia bičíka sa fibrózna pošva končí (Zibrín, 1990).

Fibrózna pošva svojím zložením podporuje pružnosť tej časti bičíka, ktorá je

potrebná na uskutočnenie vlastnej pohyblivosti a udržiava osové vlákno pohromade

(Massányi, 1991).

Page 22: SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITAcrzp.uniag.sk/.../P/3705CE1B6586469D942F0A6BB293B23C.docx · Web viewDovoľujem si týmto poďakovať vedúcemu bakalárskej práce Doc. Ing

1.4.2.7 Cytoplazmatická kvapka

Morfologicky sa prejavuje ako lokálne zhrubnutie na bičíku, najčastejšie buď

v oblasti centriolových štruktúr, alebo proximálne od anula. Má cytoplazmatický pôvod

(Massányi, 1991).

Gamčík a Zibrín (1992) označujú toto zhrubnutie za protoplazmatickú kvapku.

Jedným z hlavných znakov spermií, ktoré vstupujú do kanálika prisemenníka,

je posledný zvyšok cytoplazmy spermatidu. Cytoplazmatická kvapka sa počas prechodu

spermie prisemenníkovými kanálikmi normálne posúva – migruje z oblasti

centriolových štruktúr do oblasti anula, kde sa uvoľní, resp. vylúči. Spermie ju počas

transportu prísemenníkom bežne strácajú, hoci ju môžeme nájsť aj na ejakulovaných

spermiách (Massányi, 1991).

Migrácia cytoplazmatickej kvapky je jednou z najväčších zistiteľných zmien počas

dozrievania spermií v prisemenníku. Fakt, že spermie nedosahujú úplnú funkčnú

zrelosť, kým neprejdú kanálikmi prisemenníka, sa spája okrem iného aj s migrovaním

a vylúčením zvyškov cytoplazmy vo forme cytoplazmatickej kvapky. Cytoplazmatická

kvapka vypĺňa priestor na bičíku zvonku od mitochondriálnej špirály, t.j. medzi

mitochondriálnou špirálou a cytoplazmatickou membránou (Zibrín, 1990).

1.5 Mechanizmus pohyblivosti spermie

Spermie sa pohybujú dopredu rotáciou. Hlavička a predná časť bičíka slúžia ako

oporný bod, proti ktorému bičík vyvíja svoju hnaciu silu. Za 1 s môže bičík urobiť asi 3

– 15 otáčok okolo pozdĺžnej osi. Súčasne sa pozdĺž bičíka šíria kontrakčné impulzy.

Vlny, ktoré počas ohybových cyklov vznikajú, sa zvyšujú postupne k distálnemu koncu

bičíka. Hlavička rotuje okolo vlastnej pozdĺžnej osi tak, že všetky elementy bičíka

nevyvíjajú presne pohyb v  rovnakej rovine a počas všetkých kontraktilných cyklov.

Spermie s poškodeným pohybovým systémom a energeticky vyčerpané nerotujú

(Gamčík a Zibrín, 1992).

Na základe súčasných ultraštrukturálnych poznatkov o bičíku, ako aj ďalších

experimentov sa utvorila predstava o mechanizme pohyblivosti bičíka. (Massányi,

1991).

Page 23: SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITAcrzp.uniag.sk/.../P/3705CE1B6586469D942F0A6BB293B23C.docx · Web viewDovoľujem si týmto poďakovať vedúcemu bakalárskej práce Doc. Ing

Energia na pohyb bičíka sa získava podobnou cestou ako pri iných celulárnych

pracovných procesoch – hydrolytickým štiepením ATP na adenozíntrifosfát (ADP)

a kyselinou fosforečnú (Gibbons a Rowe, 1965).

Susedné dublety mikrotubulov sú spojené výbežkami z vysokomolekulovej

bielkoviny- dyneínu. Mnohé zo závažných údajov o mechanizme pohyblivosti sa

skúmali na cíliách alebo jednoduchších bičíkoch bezstavovcov. Keďže základný

mechanizmus pohyblivosti je rovnaký na všetkých pohyblivých bunkových výbežkoch,

ktoré majú usporiadanú axonému podľa vzorca 9 + 2, získané závery platia všeobecne

aj pre pohyblivosť bičíkov cicavčích spermií. Ak môžu mikrotubuly popri sebe kĺzať

pomocou svojich dyneínových ramien, predpokladáme, že pri správnej postupnosti tejto

aktivity a primeraných tlakových síl v axonéme budú vznikať vlny a následne

charakteristický pohyb pre spermiu (Gamčík a Zibrín, 1992).

Na základe týchto, ako aj ďalších dôkazov sa utvorila teória o kĺzajúcich sa

mikrotubuloch, ktorá sa dnes všeobecne akceptuje. Podľa nej je základom pohyblivosti

bičíka kĺzavý pohyb vedľa seba uložených dvojíc mikrotubulov. Zdrojom energie je

adenozíntrifosfát. Pohybujú sa dyeníové ramená, ktoré sú v skutočnosti molekuly

s adennozíntrifosfatázovou aktivitou. Spojenie susedných dubletov mikrotubulov sa

počas hydrolýzy ATP preruší. Utváraním a prerušovaním dyenínovým môstikov

dochádza k vzájomnému posunu (kĺzaniu) dubletov mikrotubulov. Tým vzniká určité

napätie oproti okolitým dubletom a centrálnemu páru mikrotubulov, čo spôsobuje

ohýbanie sa bičíka. Dynamické zmeny v postupnom slede vyvolávajú kmitanie alebo

vlnovitý pohyb bičíkov. Pohyb bičíka je trojdimenzionálny. Radiálne spojky spájajúce

mikrotubuly s centrálnym párom mikrotubulov pri kĺzaní dubletov spôsobujú otáčanie

bičíka (Massányi, 1991).

1.6 Faktory vplývajúce na plodnosť

Neplodnosť je jeden z hlavných medicínskych a sociálnych záujmov pre riešenie

populačných problémov vyspelých krajín. Aj v dávnych civilizáciách sa problematike

neplodnosti venovala významná pozornosť. V starodávnom Egypte bola neplodnosť

chápaná ako boží trest, ale taktiež bola považovaná za chorobu, ktorá si vyžaduje

osobitnú diagnostiku a liečbu. Ale, v týchto časoch sa veľa nevedelo o anatómii alebo

fyziológii reprodukčnej sústavy, až kým von Leeuwenhoek v roku 1967 pomocou veľmi

Page 24: SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITAcrzp.uniag.sk/.../P/3705CE1B6586469D942F0A6BB293B23C.docx · Web viewDovoľujem si týmto poďakovať vedúcemu bakalárskej práce Doc. Ing

primitívneho mikroskopu neobjavil ,, spermatozoid,, tzv. semenné zvieratko. Od tohto

obdobia sa výrazne začína éra bádania fertility samcov. Len počas posledných 20-30

rokov dochádza z neznámych príčin k dramatickému nárastu rôznych dysfunkcií gonád

samcov, čo výrazne vplýva na ich neplodnosť (Behre et al., 2000).

Rozdelenie faktorov:

a) endogénne faktory – genetická výbava, vek, ochorenie,

b) exogénne faktory

- klimatické zmeny,

- výživa (ťažké kovy, mykotoxíny a pod.),

- celkový welfare plemenníkov (manipulácia zaťaženie plemenníkov),

- ostatné: charakterizované u mužov napr.: vplyv fajčenia, znečistenia

ovzdušia, mobilných telefónov.

1.6.1 Vplyv exogénnych faktorov na stavbu spermií

Pri vzniku poškodených spermií sa uplatňuje vplyv celého radu činiteľov

fyzikálno - chemického, toxicko - infekčného, genetického a alimentárneho pôvodu.

V závislosti od miesta a mechanizmu účinku môže nastať úplná porucha produkcie

spermií s následnou aspermiou alebo oligospermiou, prípadne sa zvýši tvorba

defektných spermií (Lukáč et al., 2007).

Na živé organizmy pôsobí prostredie rôznymi toxickými vplyvmi. Dnes

poznáme množstvo látok, ktoré ovplyvňujú reprodukčné schopnosti. Je potreba

vedieť kvalitatívne rozlišovať, ktoré štádiá spermatogenézy sú citlivé na špecifické

látky (Jelínek et al., 2003).

Najsenzitívnejšie sú rýchlo sa deliace spermatogónie. Predpokladá sa, že

bunky, ktoré prešli štádiom syntézy DNA zahŕňajúce spermatocyty a spermatidy, ako

aj základné bunky sú všeobecne menej citlivé. Kmeňové spermatogónie sú stredne

citlivé, ale obdobie trvania infertility a prognóza obnovenia spermatogenézy závisí

od prijatej látky (Meistrich, 1986).

Vplyvom chemického znečistenia na reprodukčnú toxicitu sa zaoberali viacerí

autori ako Courtens et al. (1980), ktorý dokázal poškodenie morfogenézy spermatíd

Page 25: SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITAcrzp.uniag.sk/.../P/3705CE1B6586469D942F0A6BB293B23C.docx · Web viewDovoľujem si týmto poďakovať vedúcemu bakalárskej práce Doc. Ing

býkov po podávaní etylénbromidu. K významným záverom dospel vo svojich

výskumoch Evenson (1993b), v ktorých poukazuje na vplyv určitých látok na

spermatogenézu. U myší dochádza vplyvom ureázy k zabráneniu dospievania

spermatocytov v štádiu dcérskych meiotických buniek.

Čo spôsobuje inhibíciu syntézy DNA a zvýšenú tvorbu abnormalít hlavičky.

Iná práca Evensona (1993c) potvrdzuje destabilizáciu chromatickej štruktúry spermií

metyl metánsulfátom. Čo vedie k mutáciám a rozbitiu chromozómov. Posledná práca

Evensona et. al. (1993a) potvrdzuje, že silikón v stredných a vysokých hladinách

ovplyvňuje metabolizmus zinku.

1.6.1.1 Klimatické faktory vplývajúce na kvalitu spermií

Klimatické faktory pôsobia vo svojom súbore cez rad ďalších podmienok

vonkajšieho prostredia, preto je ťažké presne determinovať podiel klímy a vonkajšieho

prostredia na formovaní reprodukčnej kapacity hospodárskych zvierat. Mechanizmy,

ktoré prenášajú klimatické zmeny na úroveň hypotalamu, nie sú ešte presne známe.

Z klimatických činiteľov má vzťah k poruchám plodnosti predovšetkým

podnebie a ročné obdobie, svetlo, teplota, barometrický tlak, ale aj aklimatizácia,

znečistenie prostredia a transport zvierat.

Podnebie a ročné obdobie sú určujúcim faktormi pohlavnej činnosti voľne

žijúcich zvierat, pri ktorých riadia rozvoj a funkciu gonád.

Pri hospodárskych zvieratách, najmä zásluhou domestikácie, je vplyv ročného

obdobia na pohlavnú činnosť málo výrazný. Viac-menej sa zisťujú vplyvy ročného

obdobia na reprodukciu samíc, menej však na reprodukčný priebeh samcov domácich

zvierat. Všeobecne sa pozoruje zníženie libida a kvality ejakulátu v letných mesiacoch.

Najvýraznejšie sa to prejavuje pri baranoch a kancoch, kde okrem poklesu pohlavnej

aktivity zisťujeme aj zhoršenie kvality semena. Optimálna teplota pre reprodukciu

má rozpätie od 4 °C do 16 °C (Bhosrekar, 1991).

Termoregulačný mechanizmus zvierat umožňuje značnú prispôsobivosť na

tepelné zmeny. Plodnosť samcov ovplyvňujú až extrémne nízke alebo vysoké teploty.

Všeobecne možno predpokladať, že nadmerná vysoká teplota má depresívny vplyv na

plodnosť najmä vtedy, ak pôsobí rovnomerne dlhší čas. Vysoká teplota poškodzuje

spermatogénny epitel, vyvoláva jeho degeneratívne zmeny. Pod vplyvom termálneho

stresu vznikajú celkové poruchy látkovej premeny, čo má za následok i potlačenie

produkcie gonadotropných hormónov v prednom laloku hypofýzy. Depresívny vplyv

Page 26: SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITAcrzp.uniag.sk/.../P/3705CE1B6586469D942F0A6BB293B23C.docx · Web viewDovoľujem si týmto poďakovať vedúcemu bakalárskej práce Doc. Ing

vysokých teplôt na plodnosť možno pozorovať najmä pri baranoch a kancoch. Podobne

ako pri baranoch, zhoršenie kvality ejakulátu počas horúceho letného obdobia nastáva aj

pri býkoch, kancoch a žrebcoch. Klesajúca krivka plodnosti po letných pripúšťaniach sa

vysvetľuje zhoršením kvality ejakulátu, najmä jeho hustoty, pohyblivosti

a prežívateľnosti. V posledných rokoch sa zistili určité variácie v metabolickej aktivite

spermií, ktoré boli v priamej korelácii s jeho zmrazovateľnosťou (Aalseth a Saacke,

1985).

V našich podmienkach sa vplyvu nízkej teploty na pohlavnú funkciu

hospodárskych zvierat nepripisuje značný význam. Dlhotrvajúca nízka teplota môže

zmeniť niektoré fyziologické funkcie, napr. zvyšuje aktivitu štítnej žľazy , čo spôsobuje

pretučnenie. Mladé býky odchované pri nízkych teplotách dospievajú pohlavne skôr,

ale so zreteľom na chovateľské podmienky. Tento vývoj však nemusí byť vždy

priaznivý (Rob, 1969).

Svetlo je jedným z najdôležitejších činiteľov ovplyvňujúcich plodnosť. Dostatok

svetla má rozhodujúci význam pre nerušený priebeh spermatogenézy. Intenzívnejšie

svetlo oživuje látkovú premenu, činnosť vegetatívneho a hormonálneho systému a takto

sa zúčastňuje na sezónnych variáciách v živote zvierat. Dlhotrvajúci nedostatok svetla,

najmä slnečného žiarenia, znižuje citlivosť pohlavných centier, vyvoláva poruchy

spermatogenézy.

Barometrický tlak vzduchu a vplyv niektorých meteorologických faktorov na

plodnosť samcov našich domácich zvierat sa dosiaľ rovnomerne nehodnotili, k

dispozícii je len málo exaktných pozorovaní. Podobne ako človek, aj zvieratá

podliehajú vo svojich fyziologických funkciách do značnej miery poveternostným

zmenám. Nižší barometrický tlak, časté zrážky a niektoré faktory počasia môžu do istej

miery ovplyvňovať reprodukčné funkcie.

Na náhle zmeny počasia sú najcitlivejšie barany, ale značný vplyv sa dokázal aj

pri žrebcoch. Trvalé priaznivé počasie pôsobí kladne na tvorbu kvalitného semena, kým

premenlivé počasie spôsobuje značné poruchy v spermatogenéze.

Na plodnosť žrebcov vplýva aj prúdenie vzduchu a slnečné škvrny. Tieto faktory

počasia, ktoré pôsobia na pohlavné funkcie, sa uplatňujú prostredníctvom CNS

a hormonálneho systému.

Reakcie plemenníkov na meteorologické vplyvy podmieňujú konštitučné

vlastnosti a závisia od plemennej príslušnosti, od individuálnych vlastnosti, od veku

zvieraťa a od variačných schopnosti organizmu (Rubes et al., 2005).

Page 27: SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITAcrzp.uniag.sk/.../P/3705CE1B6586469D942F0A6BB293B23C.docx · Web viewDovoľujem si týmto poďakovať vedúcemu bakalárskej práce Doc. Ing

Vplyv transportu zvierat a aklimatizácie na plodnosť závisí do značnej miery od

stupňa citlivosti a adaptačných vlastností plemenníkov. Aklimatizácia zvierat závisí

v prvom rade od toho, aké veľké sú rozdiely medzi podmienkami prostredia, v ktorom

sa zvieratá odchovali, a medzi novým prostredím. Pri citlivejších zvieratách sa môže

objaviť aklimatizačný stres už pri zmenách režimu zvieraťa, čo môže spôsobiť

porušenie plodnosti na 3-5 mesiacov. Stupeň aklimatizačného stresu podmieňujú: stav

genetických vlôh, konštitúcia, typologické vlastnosti nervového systému, stav

endokrinnej sústavy, vek a stupeň vývoja jedinca. Poruchy plodnosti v dôsledku

aklimatizačného stresu sa najvýraznejšie prejavujú pri baranoch a býkoch v inseminácii,

a to poruchami pohlavných reflexov a často i vážnymi následkami v spermatogenéze

a fertilite. Znižuje sa objem ejakulátu, zhoršuje sa motilita spermií, znižuje sa

koncentrácia a zvyšuje sa obsah morfologicky zmenených spermií. Tento stav sa vo

väčšine prípadov za niekoľko mesiacov upraví. Pri zvieratách slabého nervového typu

vzniká náprava spermiogramu až po dlhšom čase.

Pri súčasnej technológii spracovania semena, najmä býkov, sa odporúča

namiesto presunu plemenníkov importovať alebo presúvať len hlboko zmrazené

semeno.

Vysoký stupeň spriemyselnenia zvyšuje problémy znečistenia prostredia. Dnes

sa vie málo o účinku znečistenia vzduchu na reprodukciu. Známe sú vplyvy CO vo

vzduchu na nízku koncepciu, ďalej vplyvy olova, kadmia a molybdénu, najmä

v baníckych a hutníckych oblastiach, na fertilitu býkov. Nahromadenie insekticídov

a herbicídov, ako aj dezinfekčných prostriedkov v pôde môže byť tiež potenciálnym

nebezpečenstvom pre reprodukčné funkcie. Ich účinky sú buď priame, alebo nepriame,

môžu pôsobiť prostredníctvom zmien metabolizmu, prípadne cestou riadenia

pohlavných funkcií (Gamčík a Zibrín, 1992).

1.6.1.2 Vplyv výživy na plodnosť a kvalitu spermií

Okrem genetických predispozícií výživa a prostredie najintenzívnejšie zasahujú

do sekrécie hormónov, čo súvisí so spotrebou živín počas vývoja a dospievania

zvieraťa. Vyváženosť živín v kŕmnej dávke udržuje fyziologický stav pohlavných

funkcií a zdravotný stav zvieraťa.

Vo výžive samcov používaných na plemenitbu, najmä na umelú insemináciu

majú dôležitú úlohu bielkoviny. Vyrovnaný obsah bielkovín výdatne zlepšuje kvalitu

semena, predovšetkým koncentráciu a rezistenciu spermií.

Page 28: SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITAcrzp.uniag.sk/.../P/3705CE1B6586469D942F0A6BB293B23C.docx · Web viewDovoľujem si týmto poďakovať vedúcemu bakalárskej práce Doc. Ing

Prívod bielkovín najlepšie zaručuje dobré lúčne seno, ďatelina a lucerna.

V zimnom období treba kŕmnu dávku doplniť šťavnatými krmivami, napr. kŕmnou

repou a kŕmnou mrkvou.

Prekrmovanie bielkovinami však môže znížiť plodnosť, pohlavnú aktivitu

a množstvo ejakulátu neobyčajne dobre spôsobia bielkoviny živočíšneho pôvodu. Často

sa pozoruje zvýšené percento plodnosti pri podaní mäsovokostnej múčky alebo iných

živočíšnych produktov do kŕmnej dávky.

Zvýšená látková premena, ako dôsledok zvýšenej pohlavnej činností, vyžaduje

biologicky hodnotné bielkoviny. Ide o doplnenie kŕmnej dávky dôležitými

aminokyselinami, najmä tryptofánom, lyzínom a arginínom.

Nedostatok niektorých aminokyselín, najmä tryptofánu, lyzínu, metionínu

a iných, sa odráža v rytmičnosti hypofyzárnej a testikulárnej aktivity a nasledujúcou

depresiou pohlavných reflexov a spermatogenéze.

Nukleoproteidy a lipoproteidy sú potrebné na vývoj spermií a tvorbu sekrétov

prídavných pohlavných žliaz. Prekrmovanie a vysoká hmotnosť plemenníka značne

zaťažujú panvové končatiny a spôsobujú ochorenie kĺbov a šliach. Tieto stavy často

súvisia s útlmom pohlavnej aktivity.

Poruchy plodnosti môže zapríčiniť i disbalancia medzi proteínmi a sacharidmi.

Acidóza plemenných býkov vyvolaná širokým proteínovo- sacharidovým pomerom

vyvoláva fertilizačné poruchy.

Účinok nedostatku minerálnych látok na plodnosť plemenníkov dokázali mnohí

autori. Dôležité je zabezpečiť prívod fosforu. Jeho nedostatok vplýva v prvom rade na

tvorbu ejakulátu, znižuje sa motilita spermií a klesá aj libido (Gamčík a Zibrín, 1992).

1.6.1.2.1 Vplyv stopových prvkov na kvalitu spermií

Stopové prvky zahŕňajú kovy v biologických tekutinách s koncentráciou menšou

ako 1 µg.g -1 hmotnosti tekutiny. Sú súčasťou vitamínov, určujú enzymatickú formu a zúčastňujú

sa skoro všetkých fyziologických procesov. Pri neprítomnosti jedného s minerálov nemôžu

fyziologické funkcie prebiehať kvalitne.

Väčšina stopových kovov sú esenciálne výživové prvky pre človeka ale aj pre zvieratá,

patria sem zinok, kobalt, mangán, selén, molybdén, chróm, nikel, meď a železo.

Stopové prvky sú prítomné v rôznych koncentráciách v rastlinných a živočíšnych

potravinách ako aj v pitnej vode (Massányi et al., 2006).

Page 29: SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITAcrzp.uniag.sk/.../P/3705CE1B6586469D942F0A6BB293B23C.docx · Web viewDovoľujem si týmto poďakovať vedúcemu bakalárskej práce Doc. Ing

Medzi významné funkcie stopových prvkov patrí determinácia, mobilizácia a

konštantná väzba na biologické ligandy. Niektoré sú využité pri tvorbe komplexov s

enzýmami alebo nukleovými kyselinami prípadne ligandmi, iné pri elektrických

impulzoch pozdĺž nervových vlákien. Stávajú sa aktivátormi ako aj kontrolórmi

biologických funkcií.

Iná skupina stopových prvkov vytvára pevný statický komplex a stáva sa

integrálnou časťou enzýmov a proteínov. Množstvo biologických systémov je závislé

od denného príjmu stopových prvkov (mangán, meď, zinok; Chaturvedi et al. 2004).

1.6.1.2.1.1 Vplyv ťažkých kovov na kvalitu spermií

Ťažké kovy sú definované ako kovy, ktorých špecifická hmotnosť je väčšia

ako 5 g.cm-3. Niektorí autori za chemicky správnejšie kritérium pre zaradenie kovu

do skupiny ťažkých považujú protónové číslo s hodnotou Z > 20.

Stopové prvky sú nenahraditeľné pre funkčnosť rôznych enzýmov a proteínov.

Medzi najznámejšie stopové prvky uplatňujúce sa v biochémii a fyziológii

reprodukčných funkcii sú zinok, selén, jód, med' a mangán.

Zinkové ióny sa uplatňujú v procesoch delenia, vývoja a diferenciácie buniek,

ale aj pri kontrole expresie génov. Nedostatok zinku spôsobuje poruchy

spermatogenézy, poruchy vývoja embryí a poruchy gravidity. Nepriamy efekt na

plodnosť má zinok prostredníctvom ovplyvňovania imunitných funkcií a metabolizmu

vitamínu A.

Enzýmy obsahujúce selén chránia membrány buniek proti oxidatívnym po-

škodeniam a sú potrebné v metabolizme prostaglandínov a hormónov štítnej žľazy.

Selenoproteíny zabezpečujú stabilitu spermií. Nedostatok selénu sa odzrkadľuje na

kvalite spermií a u samíc môže nedostatok selénu vyvolať zvýšený výskyt

postpartálnych komplikácií (retencia lôžka, metritídy ).

Hormóny štítnej žľazy, ktorých hlavným aktivátorom je jód kontrolujú ovariálne

funkcie, rast semenníkov a vývoj plodu.

Cu/Zn superoxiddismutáza chráni bunku pred poškodeniami kyslíkovými

radikálmi. Nedostatok tohto enzýmu zvyšuje riziko vzniku embryonálnej mortality.

Nedostatok medi výrazne ovplyvňuje vývoj spermií ale pôsobenie vysokých

koncentrácii ovplyvňuje motilitu. (Lukáč et al., 2007).

Page 30: SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITAcrzp.uniag.sk/.../P/3705CE1B6586469D942F0A6BB293B23C.docx · Web viewDovoľujem si týmto poďakovať vedúcemu bakalárskej práce Doc. Ing

1.6.1.3 Vplyv životného štýlu na plodnosť mužov

Jednotlivé vplyvy životného štýlu, ktorých výsledný efekt je poškodenie fertility mužov

a ich faktor mechanizmu prezentuje tabuľka č. 2.

Tabuľka č 2. (Agarwal et al. 2009)

Faktor mechanizmu Vplyv životného štýlu

TEPLO

ESTROGÉNY

ANDROGÉNY

ALKOHOL

FAJČENIE

TADALATIL

PREDĹŽENÝ ČAS STRÁVENÝ ZA

VOLANTOM

MOBILNÉ TELEFÓNY

Oblečenie, horúce a termálne kúpele

Antikoncepcia, stav organizmu

Stav organizmu a životný štýl

Viaceré vplyvy

Viaceré vplyvy

Sexuálne vzťahy

Pozorovaný u taxikárov

Poškodenie elektomagnetickými vlnami

Page 31: SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITAcrzp.uniag.sk/.../P/3705CE1B6586469D942F0A6BB293B23C.docx · Web viewDovoľujem si týmto poďakovať vedúcemu bakalárskej práce Doc. Ing

2 Cieľ práce

Cieľom predloženej záverečnej práce bakalárskeho štúdia bolo na základe

dostupnej vedeckej literatúry spracovať literárny prehľad z oblasti skúmania kvality

spermií, ich tvorby, stavby a pohyblivosti, ale predovšetkým zameraná na škodlivý

vplyv vonkajších, čiže exogénnych faktorov na celkovú kvalitu spermii. Snažili sme sa

charakterizovať nasledovné oblasti:

- charakteristika cicavčích spermií a jednotlivých štádií spermatogenézy

- vplyv exogénnych faktorov na plodnosť samcov

- charakteristika jednotlivých exogénnych faktorov a ich vplyvu na kvalitu

spermií a spermatogenézu

3 Metodika práce

Page 32: SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITAcrzp.uniag.sk/.../P/3705CE1B6586469D942F0A6BB293B23C.docx · Web viewDovoľujem si týmto poďakovať vedúcemu bakalárskej práce Doc. Ing

Pri písaní záverečnej práce sme postupovali nasledovne. Najskôr sme si

zozbierali dôležité informácie z odborných kníh, článkov, časopisov a prípadne

internetu a databáz.

K prvému bodu sme zozbierali informácie o celulárnej a subcelulárnej stavbe

cicavčích spermií, teda ich zloženie a obsah jednotlivých organel, akým spôsobom

alebo mechanizmom vznikajú spermie a čo sú to vlastne spermie.

K druhému bodu sme hľadali informácie o faktoroch vplývajúcich na plodnosť

samcov a kvalitu spermií a ich rozdelenie.

Pri treťom bode sme sa zamerali na vplyv exogénnych faktorov na kvalitu

spermií.

Vo štvrtom bode sme hľadali informácie o vplyve exogénnych faktorov na

ľudské spermie, tieto informácie sme čerpali prevažne z anglických odborných článkov.

Vybrané informácie sme skompilovali do jedného súvislého textu. Zo zistených

informácií sme vyvodili výsledky a závery, ktoré sme popísali v osobitých kapitolách.

.

4 Výsledky práce

Page 33: SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITAcrzp.uniag.sk/.../P/3705CE1B6586469D942F0A6BB293B23C.docx · Web viewDovoľujem si týmto poďakovať vedúcemu bakalárskej práce Doc. Ing

Na základe preštudovaných informácií sme dospeli k nasledovným výsledkom:

Samčia pohlavná bunka – spermia sa skladá z hlavičky a bičíka. Hlavička sa skladá

z nukleoplazmy (jadro), štruktúr jadrového pôvodu, akrozomálneho systému

a postakrozomálnej čiapky. V jadre hlavičiek spermií sa nachádza otcovský dedičný

materiál. Jeho obsah v zrelej spermii predstavuje kondenzovaný chromatín. Akrozóm

hlavičky spermie obsahuje sacharidy, chemicky identifikované ako galaktáza, manóza,

fruktóza, galaktosamín, glukosamín, kyselina sialová. Medzi enzýmy akrozómu patria

hyaluronidáza, akrozín, proakrozín, esterázy, neuromidázy, kyslé fosfatázy, fosfolipáza

A, acylsulfatáza, kyslé proteinázy a kolagenáza. Bičík spermie predstavuje pohybový

aparát samčej pohlavnej bunky. Je tvorený centriolovým (implantačným) oddielom tzv.

kŕčok spermie, mitochondriálnym (stredný) oddielom, hlavným oddielom a koncovým

(terminálnym) oddielom. Spermie vznikajú procesom, ktorý nazývame

spermatogenéza.. Začínajú sa tvoriť v čase pohlavnej dospelosti, pričom ich tvorba

prebieha v zárodočnom epiteli a opakuje sa cyklicky. Dĺžka jedného cyklu je asi 35 – 50

dní. V stene semenotvorného kanálika sa nachádzajú bunky štyroch generácií nad

sebou, každá tvorená iným spermatogénnym cyklom. Spermie jednotlivých cicavcov sa

od seba odlišujú tvarom alebo spôsobom spermatogenézy.

Faktory vplývajúce na plodnosť samcov rozdeľujeme na endogénne a exogénne.

Medzi endogénne faktory patria: genetický základ, vek, ochorenia. Exogénne faktory

ovplyvňujúce plodnosť samcov sú: klimatické vplyvy, výživa (definovaná obsahom

všetkých dôležitých prvkov a vyváženosťou energetickej a bielkovinovej skladby).

Vyváženosť živín v kŕmnej dávke udržuje fyziologický stav pohlavných funkcií

a zdravotný stav zvieraťa. Významnými faktormi výživy ovplyvňujúce fertilitu samcov

sú kontaminácie potravy ťažkými kovmi a mykotoxínmi. Medzi ostatné vplyvy

ovplyvňujúce plodnosť zaraďujeme celkový welfare ak ide o hospodárske zvieratá,

manipuláciu a zaťaženie plemenníka. U mužov môže byť narušená plodnosť aj vplyvom

znečistenia ovzdušia industriálnych lokalít, fajčenia cigariet, obezity ale aj používaním

mobilných telefónov.

Záver

Page 34: SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITAcrzp.uniag.sk/.../P/3705CE1B6586469D942F0A6BB293B23C.docx · Web viewDovoľujem si týmto poďakovať vedúcemu bakalárskej práce Doc. Ing

Využitím získaných informácií možno vyvodiť nasledovné závery:

- spermatogenéza je zložitý a dlhý proces. Začína sa obdobiami rozmnožovania,

rastu a dozrievania a končí sa spermiohistogenézou, pri ktorej sa spermie

morfologicky dotvárajú na plne fertilnú bunku,

- pre optimálny priebeh spermatogenézy je najvýhodnejšie endokrinné pôsobenie

folikulostimulačného a luteinizačného hormónu v určitej kombinácii

s estrogénmi a androgénmi,

- zvýšená látková premena, ako dôsledok zvýšenej pohlavnej činností si vyžaduje

prísun predovšetkým biologicky hodnotné bielkoviny,

- z makroelementov je esenciálnym fosfor. Jeho nedostatok vplýva na tvorbu

ejakulátu, znižuje sa motilita spermií a klesá aj libido,

- nedostatok zinku spôsobuje poruchy spermatogenézy, deficit selénu sa

odzrkadľuje na kvalite spermií a znížené koncentrácie medi výrazne ovplyvňujú

vývoj spermií,

- zníženie libida a kvality ejakulátov plemenníkov hospodárskych zvierat sú

pozorované v teplých letných mesiacoch. Najvýraznejšie sa tento vplyv prejavuje

u baranov a kancoch, kde okrem poklesu pohlavnej aktivity možno zistiť aj

zhoršenie kvality ejakulátu. Optimálna teplota pre plnohodnotnú pohlavnú

funkčnosť samcov je v teplotnom rozpätí od 4°C do 16°C,

- kmeňové spermatogónie sú na kontamináciu exogénnymi látkami stredne citlivé,

ale obdobie trvania infertility a prognóza obnovenia spermatogenézy závisí od

charakteru, dávky a pôsobenia prijatej cudzorodej látky.

Page 35: SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITAcrzp.uniag.sk/.../P/3705CE1B6586469D942F0A6BB293B23C.docx · Web viewDovoľujem si týmto poďakovať vedúcemu bakalárskej práce Doc. Ing

Zoznam použitej literatúry

1. AALSETH, E. P., - SAACKE, R.G.: Morfological change of the acrosome on

motilite bovine spermatozoa due to storrage at 4 °C. J. Reprod. Fert., 74, 1985,

s. 473 – 478.

2. AGARWAL, A. – VARGHESE, A. C. – SHARMA, R. K. 2009. Markers of

Oxidative Stress and Sperm Chromatin integrity. In Molecular Endocrinology,

Methods of molecular Biology. New York: Humana press, 2009. p. 377-402.

ISBN 978-60327-7.

3. AMELAR, R. D. – DUBIN, L. – SCHOENFELD, C. 1980. Sperm motility. In

Fertil. Steril., roč. 34, 1980, s. 197 – 214.

4. BEHRE, H. M. – VAN AHLEN, H. – NIESCHLAG, E. 2000. Andrology: Male

reproductive Health and Dysfunction. Amsterdam: Springer Verlag, 2000. 454 s.

ISBN 3540672249.

5. BHOSREKAR, M. R. 1991. Studies on the effect of deep freezing and seasons

on the leakage of aspartate amino transferase into extracellular medium and

sperm morphology of Murrah Buffalo bulls. In Animal Reproduction, Science,

roč. 3 – 4, 1991, č. 26, s. 219 – 226.

6. CAROLA, R. – VAN WYNSBERGHE, D. – NOBACK, CH. 1995. Human

Anatomy. 3rd edition. New York: McGraw – Hill Inc. New York, 1995. 1120 p.

ISBN 987-0071135405.

7. COURTENS, J. L. 1980. Abnormal spermiogenesis in bulls treated with

ethylene dibromine. An ultrastructural and ultrachemical study. In J. Ultrastr.

Res., roč. 71, 1980, s. 103 – 115.

8. EVENSON, D. P. – JOST, L. K. 1993a. Hydroxyurea exposure alters mouse

testicular kinetics and sperm chromatin structure. In Cell Prolif., roč. 26, 1993,

s. 147 – 159.

9. EVENSON, D. P. 1993b. Effects of methyl methane – sulfonate on mouse

sperm chromatin sructure an testicular cell kinetics. In Envir. and Molecular

Mutagenesis, roč. 21, 1993, s. 144 – 153.

10. EVENSON, D. P. 1993c. Zinc – silicon interactions influencing sperm

chromatin integrity and testicular cell development in the rat as measured by

flow cytometry. In J. Animal Sci., vol. 71, 1993, s. 955 – 962.

Page 36: SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITAcrzp.uniag.sk/.../P/3705CE1B6586469D942F0A6BB293B23C.docx · Web viewDovoľujem si týmto poďakovať vedúcemu bakalárskej práce Doc. Ing

11. FAWCET, D. W. 1975. The mammalian spermatozoon. In Dev. Biol., roč. 44,

1975, s. 349 – 436.

12. FAWCET, D. W. – PHILIPS, D. W., 1969: The fine structure and development

of the neck region of the mammalian spermatozoon. In Anat. Rec., roč.165,

1969, s. 153 -184.

13. GAMČÍK, P. – ZIBRÍN, M. 1992. Semeno. In Andrológia a umelá inseminácia

hospodárskych zvierat. Bratislava: Príroda, 1992. 344 s. ISBN 80-07-00540-4.

14. GIBBONS, B. H. – ROWE, A. J. 1965: Dyein: A protein with adenosine

triphosphatase activity from cilia. In Science, roč.149, 1965, s. 424.

15. CHATURVEDI, U. – SHRIVASTAVA, R. – UPERTI, R. 2004. Viral infections

and trace element: A complex interaction. In Current science 2004, roč. 87,

2004, č. 11, s. 1536-1554.

16. JÉGOU, B. – SÁEZ, J. M. – PINEAU, CH. – SAEZ. J. 2000. Testis, Epididymis

and Technologies in the Year 2000. Berlin: Springer Verlag, 2000. 265 p. ISBN

3-40673-458.

17. JELÍNEK, F. – JELÍNEK, K. 2002. Morfologie hospodářskych zvířat. České

Budějovice: Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, 2002. 287 s. ISBN

80-7040-550-3.

18. JELÍNEK, P. – KOUDELA, K. a kol. 2003. Fyziologie hospodářských zvířat.

Brno: MZLU, 2003. 414 s. ISBN 80-7157-644-1.

19. KOVÁČIK, J. – MASSÁNYI, P. – LUKÁČ, N. - KOLESÁROVÁ A. -

CAPCAROVÁ, M. 2009. Fyziológia živočíchov. Nitra: SPU, 2009. 158 s. ISBN

978-80-552-0223-5.

20. KULÍŠEK, V. – HLUCHÝ, S. – UHRÍN, V. 1998. Funkčná anatómia

hospodárskych zvierat. Nitra: SPU, 1998. 245 s. ISBN 80-7114-251-4.

21. LUKÁČ, N. – CIGÁNKOVÁ, V. – FLEŠÁROVÁ, S. – KOVÁČIK, J. –

MASSÁNYI, P. – NAĎ, P. – SKALICKÁ, M. – STAWARZ, R. – TOMAN, R.

– TRANDŽÍK, J., 2007. Stopové prvky a kvalita spermií. 1. vyd. Nitra : SPU,

2007. 118 s. ISBN 978-80-8069-904-8.

22. MASSÁNYI, L. 1991. Funkčná morfológia spermie. 1. vyd. Bratislava : VEDA,

1991. 196s. ISBN 80-224-0149-8.

23. MASSÁNYI, P. – TOMAN, R. – LUKÁČ, N. 2001. Kadmium a funkčné zmeny

spermií. In INFOVET, roč. 8, 2001, č. 6, s. 20.

Page 37: SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITAcrzp.uniag.sk/.../P/3705CE1B6586469D942F0A6BB293B23C.docx · Web viewDovoľujem si týmto poďakovať vedúcemu bakalárskej práce Doc. Ing

24. MASSÁNYI, Peter – TRANDŽÍK, Jozef – LUKÁČ, Norbert a i. 2002.

Hodnotenie pohyblivosti spermií komputerovou technikou, Nitra : SPU, 2002. 70

s. ISBN 80-8069-117-7.

25. MASSÁNYI, P. – TOMAN, R. – LUKÁČ, N. – TRANDŽÍK, J. – CHRENEK,

P. – FABIŠ, M. 2004. Fyziológia bunky. Nitra: SPU, 2004. 148 s. ISBN 80-

8069-443-5.

26. MEISTRICH, J. L. 1986. Critical components of testicular function and

sensibility to distrupcion. In Biol. Reprod., roč. 34, 1986, s. 17 – 28.

27. MIHOLOVÁ, B. – LIPSKÝ, D. 1994. Anatómia a fyziológia hospodárskych

zvierat, 4. nezmenené vyd. Bratislava: Príroda, 1994. 416 s. ISBN 80-07-00648-

6.

28. PHILIPS, D. M. 1972. Comparative analysis of mammalian sperm motility. In J.

Cell Biol., roč. 53, 1972, s. 561 – 573.

29. PURSEL, V. G. et al.: Acrosome morphology of boar spermatozoa incubated

before cold shock. In J. Anim. Sci., 34, 1972, s. 278 - 283

30. RUBES, J. – SELEVAN, S. G. – EVENSON D.P. 2005. Episodic air pollution

is associated with increased DNA fragmentation in human sperm without other

changes in semen quality. In Human reproduction, roč. 20, 2005, s. 2776 –

2783.

31. ROB, O. 1969. Studie některých morfologických a spermiologických metód,

některých poruch spermiogenese plemenných býků a laboratorní testace

zmraženého semena vo forme pelet: habilitačná práca. Košice: UVL, 1969. 183

s.

32. ZIBRÍN, M. 1990. Samčie pohlavné orgány. In Veterinárna histológia.

Bratislava: Príroda, 1990. s. 331-338. ISBN 80-07002-49-9.