Ribogospod. nauka Ukr., 2016; 4(38): 103-112 
DOI: https://doi.org/10.15407/fsu2016.04.103
УДК 591.463.11-755.63:577.352.462:57.043

pdf35Дослідження осмотичної чутливості сперматозоїдів щуки (Esox lucius, L., 1758) для оптимізації їх кріоконсервування

А. Ю. Пуговкін, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. , Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України, м. Харків
Є. Ф. Копєйка, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. , Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України, м. Харків
К. Б. Міксон, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. , Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України, м. Харків
В. О. Черепнін, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. , Інститут рибного господарства НААН, м. Київ
І. І. Грициняк, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. , Інститут рибного господарства НААН, м. Київ

Мета. Вивчення осмотичної чутливості сперматозоїдів щуки (Esox lucius L., 1758).

Методика. Осмотичні реакції сперматозоїдів досліджували методом спектрофотометрії на підставі даних про кінетику світлопропускання суспензій клітин, додаванням у дистильовану воду або розчини NaCl осмолярністю 10–200 мОсм/кг. Вимірювання зміни світлопропускання проводили за допомогою фотоелектроколориметра KF-77 (Польща), обладнаного магнітним перемішувачем і термостатованим кюветним відділенням. Коефіцієнт проникності плазматичних мембран сперматозоїдів для молекул води (Lp) визначали, апроксимуючи експериментальні залежності відносних об’ємів клітин від часу розв’язуванням рівнянь теоретичної моделі. Енергію активації (Еа) процесу перенесення речовин через мембрани клітин розраховували із залежностей lnLp від зворотної температури.

Результати. Характерний час проникнення води складає 40–50 с в діапазоні осмолярності 100–200 мОсмоль/кг (12°С). Проникність мембран сперматозоїдів щуки до води дорівнює 5,431,15  10-15 м3/Нс (12°С). Енергія активації перенесення води через мембрани клітин становить 64±5 кДж/моль, що свідчить про проникнення води всередину сперматозоїдів шляхом пасивної дифузії через ліпідний бішар. Осмотична резистентність сперматозоїдів щуки може бути визначена за допомогою фотометричного аналізу. Розроблені підходи є простими і швидкими тестами функціонального стану клітинних мембран.

Наукова новизна. Вперше визначений коефіцієнт проникності плазматичних мембран сперматозоїдів щуки та його температурна залежність.

Практична значимість. Результати роботи використовуються при розробленні середовищ і режимів кріоконсервування сперматозоїдів щуки.

Ключові слова: сперматозоїди, щука (Esox lucius, L. 1758), осмотична чутливість, проникність мембран, Арреніусові залежності.

ЛІТЕРАТУРА

  1. Fuller B. J. Life in the frozen stage / Fuller B. J., Lane N., Benson E. E. — CRC Press, 2004. — 663 p.
  2. Cryopreservation of fish sperm: applications and perspectives / E. Cabrita, C. Sarasquete, S. Martínez-Páramo [et al.] // J. Appl. Ichthyol. — 2010. — Vol. 26. — P. 623—635.
  3. Williot P. Influence of testis state, temperature and delay in semen collection on spermatozoa motility in the cultured Siberian sturgeon (Acipenser baeri Brandt) / P. Williot, E. F. Kopeika, B. F. Gontcharov // Aquaculture. — 2000. — Vol. 189. — P. 53—61.
  4. The hypoosmotic swelling test performed with coulter counter: a method to assay functional integrity of sperm membrane in rainbow trout / E. Cabrita, R. Alvarez, E. Anel [et al.] // Animal Reproduction Science. — 1999. — Vol. 55. — P. 279—287.
  5. Kopeika E. F. Variability of sperm quality after cryopreservation in fish / E. F. Kopeika, J. E. Kopeika // Fish spermatology / [eds. S. H. M. Alavi, J. Cosson, K. Coward et al.]. — Oxford : Alpha Science International Ltd., 2007. — P. 347—396.
  6. Fauvel C. Evaluation of fish sperm quality / C. Fauvel, M. Suquet, J. Cosson // Appl. Ichthyol. — 2010. — Vol. 26. — P. 636—643.
  7. Billard R. Some problems related to the assessment of sperm motility in freshwater fish / R. Billard, M. P. Cosson // Journal of Experimental Zoology. — 1992. — Vol. 261. — P. 122—131.
  8. Kopeika E. Cryopreservation of fish sperm / E. Kopeika, J. Kopeika, T. Zhang // Cryopreservation and freeze-drying protocols. Eds. J. G. Day, G. N. Stacey. New Jersey : Humana Press, Totowa, 2007. — P. 203—217.
  9. Копейка Е. Ф. Экологическая ниша как фактор, определяющий криорезистентность сперматозоидов рыб / Проблемы криобиологии и криомедицины. — 2014. — Т. 24, № 4. — С. 302—311.
  10. Petrunkina A. M. Fundamental aspects of gamete cryobiology / A. M. Petrunkina // Journal of Reproductive Medicine and Endocrinology. — 2007. — Vol. 4. — P. 78—91.
  11. Subzero water permeability parameters and optimal freezing rates for sperm cells of the southern platyfish, Xiphophorus maculatus / D. Pinisetty, C. Huang, Q. Dong [et al.] // Cryobiology. — 2005. — Vol. 50. — P. 250—263.
  12. Biophysics of zebrafish (Danio rerio) sperm / M. Hagedorn, J. Ricker, M. McCarthy [et al.] // Cryobiology. — 2009. — Vol. 58. — P. 12—19.
  13. Исследование проницаемости мембран сперматозоидов карпа для молекул воды / А. Ю. Пуговкин, Е. Ф. Копейка, О. А. Нардид [и др.] // Биофизика. — 2014. — Т. 59, № 3. — С. 481—487.
  14. Пат. № 104809, Україна, МПК G01N 33/48, G01N 15/00 (2006.01) Спосіб визначення проникності мембран сперматозоїдів коропа до молекул води / А. Ю. Пуговкін, Є. Ф. Копєйка, Є. О. Гордієнко, О. А. Нардід ; заявл. 27.12.2012 ; опубл. 11.03.2014, Бюл. № 5.
  15. Effects of osmolality on sperm morphology, motility and flagellar wave parameters in Northern pike (Esox lucius) / S. M. H. Alavi, M. Rodina, T. M. Viveiros [et al.] // Theriogenology. — 2009. — Vol. 72. — P. 32—43.
  16. Volume changes during the motility period of fish spermatozoa: Interspecies differences / O. Bondarenko, B. Dzyuba, J. Cosson [et al.] // Theriogenology. — 2013. — Vol. 79. — P. 872—881.
  17. Гордієнко Є. О. Фізика біомембран / Є. О. Гордієнко, В. В. Товстяк. — К. : Наук. думка, 2009. — 272 с.
  18. Пуговкин А.Ю. Осмотическая толерантность сперматозоидов некоторых пресноводных рыб / А. Ю. Пуговкин, К. И. Буцкий, Е. Ф. Копейка // Биофизика живой клетки. — 2014. — № 10. — С. 149—151.
  19. Проникність мембран сперматозоїдів стерляді (Acipenser ruthenus, L., 1758) для молекул води / А. Ю. Пуговкін, І. С. Кононенко, В. О. Черепнін [та ін.] // Рибогосподарська наука України. — 2016. — № 1. — С. 70—77.
  20. Puhovkin A. Y. Investigation of water and cryoprotectants molecules transfer through common carp (Cyprinus carpio, L.) spermatozoa membranes / A. Y. Puhovkin, E. F. Kopeika // Cryobiology. — 2015. — Vol. 71, № 3. — P. 567.
Головна2016№ 4/2016 (38)2016-04_103-112_Puhovkyn