Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Исследование вращательно-поступательного движения сперматозоидов методом допплеровской спектроскопии

ВАК РФ 03.00.02, Биофизика

Автореферат диссертации по теме "Исследование вращательно-поступательного движения сперматозоидов методом допплеровской спектроскопии"

ягм 4 г; О' я

•

ОРДЕНОВ ЛЕНИНА Й ДРУЖБЫ НАРОДОВ АКАДЕМИЯ НИК УКРАИНЫ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМШ ЙЙСТЮТТ ФИЗИОЛОШ им. А.А. БОГОМОЛЬЦА

На правах рукописи

' ВЛАСЕНКО Баталий Валериевич .

УДК 577.37+531.473.1

ИССЛЕДОВАНИЕ. ВРАЩАТЕЯЫЮ-ПОСТШтаЬНОГО даяния СЙЕШАТОЗОЗДОВ МЕТОДОМ Д0ГИ2Р0ВСК0Я СШТРОИЕГРШ

03.00.02 - биофизика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискениэ ученой степени кандидата биологический пояс

Кгсев - 1991

РаОо?а вшюлнена на кафодро биофизик» Скалоги^вскогр факультета Киевского ордена Ленина государо-твэндаро..-университета и. Т,Г,Шевченко.

'Научные руководители: доктор биологически* pays, ¡грофессор p,JI. Зима; кандидат фмщса-ттещ'щаяоа. наур. ФД1, Пепьков.

Офицвальще оппонент«: доктор биологически наук/профессор И.С. Matypa; кандидат физико-математических науц Ю.Н, Левчук.

Ведущая организация: Мнститут беде АН роорш (г.Пуддо),

Защита состоится ". *' __1992 г. в часов

на заседании специалиауровзнногй оовота Д-0}6,1р,0} а Институте йизиодогад км,А,Д. Богшольиз АН Укравдц гю адресу; 252Q24, {(иов-24, ул. Богомольца, 4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ■ЙШтруФЧ физиологии ея. А,А. Богомольца АН Украиш.

Автореферат разослан ч_ _____JP,

Учений рркретерь шршод;зировдрого uq^aTg. доктор бдедагрзсвд*. щц.

Э.А, СО^КЩ-^РЩА,

- 1 -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА PAFOTíi

Актуальность проблем». Исследованиям подаикчости мужских гамет нлакспитаи'дж в последгтз горн удаляется большое вннманда, что связано с зогтрасы;: мужсмго беспяосгя в медяцрю и воспроизведет»;; в юшс'тноводствд, В особэшюсш это KSC09Î0SJ механизмов коорд»ка>цм вращьтадькош дишэгта фргвдкн спорая. К шстошягу времени подробно опксаны ультрвструкщю двигательного апиара'ш сдармия и мвхакохймичэскив астт-и движения tFawoett, 197?; ¡íelson, 1S£0; 1901 J, Считается да-теос-па доказанной модель скоямгшя [ Satlr, 1453 1 и роль нэксщюеш мостиков и радкашшх огац 3 процессе тракс|»р.7:ащш взаимного скольжения дублетов в изгибеию $«агэллц [ ïiarnep, Satlr, 19Т4 Ь Существуете гз модели рзгуляцпи дажеякя í Nelson, 1900; ШоЪт, 1986 ] нэ осдясняют, одевчо, процесс« коордм'лщг; работа • мшсротрубочвк пхсонвш, в результате чего создайте.! врачатэльшз дежвдш» щ'тяка к переведение всей клетки'. В то kq время предлолсадчй о существовании такюс процессов ysa вшжазывэлш» t Forrester, 1979; Brotas, 130?; 1956 ], хот» вксперммэкталышх щцуввркденкЛ этому получено m Сит.

СудеетвуяЕ»<> рсикжзняэ обгяс;;:твтсл, на наш взгляд том, что к исс\та;йь£н:го wíiwuí'.h гачрт, э основном, ирш-

шшт фогогра№г;-.г|'.И'гйГкяа шш ;<;ше:.',ятогр?ф:-;чес;ап1 катоде и гаг поди^псацш Е ûrerstî53t, 19?9;*.toam, 1979 ),- которые не сок'догнзста изучать ихшетш ерздаге» по ансамблю клзток скорости .''зрву-'.'.еиля в реальной язоатвбо врзнеюг. В связи с оетн лр9дс?8ьпа#гся чразр^'э ítoo актуальней' разработка йвтздктфоЕэнних киэтадзв р'эгда рации ш>рйкэтрой движения ¡ииток в суспенгял, ел?:щи;'. достаточно ' кизскуп точность в З-штродзйстЕкс, ■ Цр^едонган аналта научно-технической ::H$op«ai;Kij показал, что судш из н&иоолве перешктиь'нпх длч :ссл9ДСВ-5!-'!я двиганья мякр00ргши»40В является .метод лазерю!} грплероеской егмп'ремзтрниг [ ¡im&mc, Пейк. 1978 1,

• Шдь!1 паотоздв^ patvwt . яшюсь кзучыто процесса • зрр.ща'гельйочюстуц/зтв/лного двяяеии.ч скарчатозсдцов штдошгах по ас*рос?" троттят.

-зтказ 331

В задачи исследования входило:

1. Разработать аатомзчшировашшГ» метод регистрации скорости движения сперматозоидов к способа анализа получашшг данных,

2. Исследовать закономерности вращательно - постулатель-пого движения сперматозоидов млекоиитавдих.

3. Исследовать грулповоа движение в суспензии нужная, гамат.

4. Изучить влияний температуры н физиологически активных веществ на параметры двиаонил сперкиев.

5. Исоледдвать улыраструктуряш особенности морфология вшших шкшш волокон с зона тала юьрмемгозоЕда.

Научная новизна исследования состоит в следующем:

1. Разработана экспериментальная установка, позволяющая объективно исследовать параметра движения в суспензии еперматозовдок,' зздащенная положительным рештак на выдачу евторского свидетельства. Разработан способ оцэнки токсичности даотеокгас вешэста ( A.c. й 1482887.от 10.Q8.1987 ).

Р.. Впервые для изучения движения сперматозоидов применен метод временного сканирования параметров дюкаивга с использованием автоматизированного дошьзровского спектрометра и гаршяичвским анализом гтолучьтшх временных рндов,

3. Впервьа показана периодическая природа движения сперматозоидов веслодоваиннх видов млекопитающих и предлсашвч модель матохшдрязлькоА коордщацж ■ работ ыикротрубочок аксонеш свершав шекопитаздих; Установлена взаимосвязь периодичности движения спермиев - с ультраструктурой ьитохондршиыюй стирали, расположенной в теле клетки. . ' 4. Установлена связь мехду коляактавной формой движения и флуктуацияш скорости перемещения в суспензии-мужских гашт.

Практическая ценность ревулитатов. {Юлучайные

результата способствуют баяне глубокому пошагает» кездназкор

врз'цательго-лоступатольного движения пужскпх гамот «лэкспятшаих и могут служить 1градпоо.члкоЛ к лаяьи?Ячзму изучению оргошшши дегн-'с-ггля спзримв. РаэрэСюташотй аятомз тизйрованнай доп перовский спектрометр может öjtl исяользовш в лабораториях мвдако-вкалохтескоги профиля при исследева-нии двадаляя м:пфооргг!1вст.ш, а так»- при изучении действия различна хкгячзешт вевчетв и фг.пггостох фкморэп на популяции. иодалмш што:;.

йтойадая работа; Сеном-то цолдпссергащтоиной работы бши доложены и обсувдчт т cotwjthcr» ссмгаврв ка-i'-'дры водпзяки и отдела оиоГшвда инетатуга фгоизлопга ЯГУ игл. Т.Г.Шгпенко (>й!?в, I0S3); и.и-шо-прои?к»дотвен1ю1! кся-ферянюш "Ускорше тучно--ттпюсяэго прогресса - в ютат-нободстео" 'Днолртаегротк, 1986); лп см?д<? украинского физиолог эте ского общество ш.Пйвжш (Львов, iSüSH всесоюзно'? пко.пэ 'Чэ.юдогическло л^кбряга" (йосава, 1Р37); коа1»?ГеН!да молодых ученнх УкрШ® по ттзттещ д»ду в шосимдиве (Кгэу, 1987).

Общ» и структура работа. Дзссортадия изложено на 146 листах машинописного тэкстэ, состоит щ ведения, обэерл литературы, солстзеннкх иссдаломтй и их вчпояоз

я юлячвет 6 табтеч и 30 глсупгов. Сшсск исполъ?.",оч!ШсЛ литэрзтурн сод*ря« ISt источшж, в том vsw 13»> сг.руОоя-пкх источника.

OCir^iCS СОЛГОТГШ РАБОТЫ Ыэсрлдлн ;; :уголч исп.'адоцзщС

'лоте риалом для нроноденгя лег-дадошгай сдугала нпт-лгчз и зпморстакио-сттдагние ссгчрмчттсоида бтгов-пройзтда-.'^Л, а те.'се сиор^лтоооидн челов^га. №род ir-'.ярегае1,! размеров ни;,!n r.« иаталиуа с/отнпт клеток разбавляли до RDHUPHTpatKH 1...Ш |,«лн.кг?тоь/!'Л лоотоялчестьлл раствором BOTpafa ааттп'ч. Рооо.омечло cycuesгг.гл патппяга сшркивв чзло-гека нрошдкдя отондор'ЛпоП средой для кулмгури т^гев № 199.

При исследомглч! ыстяя фпрггл-логкчоогап гропярэтов на игрэкетра дшт-^чля спергл^в л-';;св?кл и am готогсда ряд растворов испытуемого г.гачотеа в дптротв натрия для

- ф-

бычьих сперматозоидов и в среде & 199 для сперматозоидов человека. D качестве контроля использовали раздельные эяку-ляхн, разбавленные в тех-жа условиях, что и, опытшз пробы, но не содержащие исследуемого езщества.. Инкубацию Проводили при температуро 20...22°С в течение ?:...5 минут, после Чаго осуществляли измерение параметров днижешя сперматозоидов в суспензии.

Изучение ультраструктурн сперматозоидов проводили методом электронной трансмиссионной микроскопии. Препарирование образцов состояло в фиксировании забуференннм 2,5%-шш раствором глютаральдегида (рН 7,0)-, содарыащк-* 4% сахарозы. До-фиксированяе проходило в IS-ном растворе 0s04. Обезвоживание проводили в ряда водтшх растворов этанола увеличивающейся концентрации. Окончательное удаление годы осуществляла в абсолютном ацетоне, приготовленном над безводным CuSO^. Контрастирование образцов осуществляли 2%-нкм ураяюшцетатоМ, Заливку проводили смесью рапшх частей скол • ARALBÍI Й и ARALDIT J. Полимеризация проходила.в термостата при 56°С. Срезы готовкли на ультракикротоме LKB' к дополнительно контрастировали азотнокислая свищом. Ультратонкие среза исследовали на трансмиссионном кикроснопе ЛМ-'Т 3 лаборатории удътраструктурного анализа института физиолог®! ш.А.А. Бох'омольца АЛ Украины.

Собственные результаты ист обсуждение

1. Авто?',пти"ирс'ВашмЯ доплеровскиЛ спектрометр Лля исследования дит?шш сперматозоидов применён метод лазерной доплрровской спектрометрии, которкЯ реализован в

автоматизированном комплексе. Блок-схема спектрометра представлена ка рис.1. Пучок света от гелий-неср^вого лазэрэ .(1) формируется оптической схемой, состоящей ко дэт^рвгмк (3) и линзы (4). Камера для образца (5) представляет собой кювету с оптической длиной 1 км, помещенную в термостатированный козух. Рассшшй на дгагеуксхся клетках свет регистрируется с помоиь.«! ^отоэлектг'-нчого утт&теля 537-79 (8). Изображение зовы рассеяния и опорного блика отроится на ф^токатодв ФЭУ при пемощл днаФо'П'.мц (71. Лги тшсоЗ оптической схеме строится

« s -

15

б

' о

ч

HV , T ' a ч / л

I /XX

I <ч 8

----У

14

13

'¡1

1?.

10

\

ñts" 5 • 5í0K ~ схокз вьгопатазкровеипого доплеровсхогр

СЦцК'ГрСМЭ'фГЗ.

1 - лш»р; 2,9- 5.ГЧГД ютлш; 3, ? - даяфрагмиг

* - J,m:ia' S - awe» да.-ï образца ; G - тарюстат;

Q - O'W; .10 - уск^ильг 11 ~ коррелятор; 12 - MUIS - ипкрозш; 14, 15 - пзртВрйшш устройства 8Ш1. ' (т<ср|мл<|я:мшэ9 Фунндая цзрсога иорядгч», " .

В Г-тНовкэ врадуа-ртрзаа тжжхчяь рэгастралт-г -^нтаоста ресозянзого спета. чгсго усилий сш»ад "* ^зтся »a алалого-ц-тфрспоЛ пэовпгпсватвль пй) — фардаэтл в ^ípoa-H шгв стаггтсч в ОЗУ трсШ!.' """"

î S3J

- б -

2. Особенности дшяшяия спетштозоидэв а игсгонзпа

.Был! проведены исследования грушовок» дишткя сторшев на различных врешшшх интервалах и при рзглшш концентраця ях клеток. Сопоставление фяуктуаций скоросгг двкьгайя клеток и количества спермкев в единице объема вцявало корреляции между изменением этих характеристик на уроЕне -О,243...-О»295 с достоверностью >95. При этом появляется войлошоса, исследования изменений скорости перемещения т одиночных клеток, которые проходят зону рассояшш за несколько секунд, а Солее длительные процесса, связанные с ваштаит скорости перемещения грунш клеток.

Исследование частотно-вреуонних характеристик параметров движения проводили методом временного сканирования с различными временами тнду йогероялями. В хода таких вкспор^знтов сило обнаружено флуктуашюзшае поведение средних параметров движения бзчш жшя клеток , причем наблюдается проявлений периодов различной длительности. Проведенный анализ изменений скорости поступательного движения и доли юдвшш клзхок выявил корреляционную связь мовду Егскеявяюга этих параметров движения. Так, коэффициент корреляции составил -0,48 ±0,15 при урозн-.- дсстоверноота >99. Индекс подвижности .который определяется как произведение дож кодаиаишх кшгок на средним скорость их движения, имеет •го-ет характерные флуктуации, что и исходные параметра.

Получетшо рчзультатв повволяюг сделать следующее аоклотешз. йзмеяения "мгшвъчшш: средних" значений скорости даетувагэльяого »движения и смесительной доли йодалшпе клеток ккзбт фяуктуацйовкая характер. Причем скзрссть поступательного движения жэает изменяться вплоть до кулевой, т.е. до .полной остановки клепю. Найаадаеше осцилляции индекса годявдшости свидетельствует, вероятно, об едшгсп причине возкхгхнованяя флуктуация скорости и яодримыстк. Зто подтверждается высокой корреляцией штгд? игшшниши дзт.шх параметров движения. '

В условиях реального аксперименга за несколько секунд полностью обновляется состав клеток, в зоне рассеяния. Одаог> пропиля'огся гораздо оохк» длнгелькяе фяуктуиции, что может свидетельствовать о сщ.фэгн.оса! (Т-пуктуаанй параметров

s (7) t.Of

0,5-

О

S(Û) i ,0

0,5

Sip)

ьо

J

Ir

/

»r

. \lí 'i /

----___4__J--Li—

J—Ц J

Г -1

45

6a ?o

Б

¡ Л

Ul, ]X , J 1

—L^b.-----1|.

L f

ru

!l

-íL

sé тс

Б

л Li.

"Л

-ill.....O 4-J -j-iiJ-f

со 3o 45

_____J__L

6É n, uCci

P-íü. 2, Гистогрсуга; .-.ощвдстс;: еяедтрсгд О-лук'Ч'зшй

ера vü-rx" варачзтсоо деядоши ©¡чьях спзг«аов в за-тсшо&,% от кгш;чс--л£<о иро?.декшг клеткой оборотов: К - двжл-щ-.'«; ¿ - дата пореза меток:; •

В - гяя-^иез nonfTiwîncïii,

ДЕ^ТоШК П ГрУЮО яхгточ, Т.О. гтзю ГОГОГДТЬ <' C!íí¡:^í3UG'í гпрк:тср яг^тед crof.'í^cocr.'-'se, входяд;« в ошздгенную

Л&т jÄfiAUiora етурьия прг.рода

движения спермшь .осуществлялось временное сканирование параметров движения длаток е суспензии с гараонячеш»' анализом полученных данных. В результате была обнаружена периодичность в изменении параметров дишщя бычьих гамет. Периодичность изменений исследуема* параметров отражается наличием достоверно рэзрешвш пиков в мощностях спектров. При этом разним скоростям деяжэшга соответствует и разнес врвкояная периодичность. Проведение серил подобных экспериментов позволило ' сделать заключение оО . умствен® периода изменения параметров двпшга при увеличении средней скорости перемещения клеток.

Гак как спергдий в -процессе поступательного' перемощена;; врэщяэтся. вокруг направления дояяошю» то сушэсугуез возможность анализа периодичности движения в привязке к количеству пройденных клеткой оборотов вокруг направлена перемещения. При таком экспериментальном подходе был' выявлена характерная и общая для всох исследовании". сЗрнзцо: бычьих гамет периодичность. На рас. 2' предстсзлож шп'врполироьакнце гкстогракш мощности спектра флуктуацй (КСФ) двя параметров движения бычьих сперкиеь.. Ввдао, чк статистически разрешошшо пики йсФ совплдэвт по псшяэнив % отражают некую общую периодичность изменения как скорост» поступотольдаго двйи.знип, так и доли подвитая клеток. Прпче; все они являются проявлением периодов, длина к.оторьх равна 2' «К оборотов, где К - целоо число. Кроме отрошшх на рис.; периодов в 24, 48, 72 оборота квблвдали также и более дшшш периоде с 06, 120, 144 оборота, жогорыо бот характерна д» образцов о высокой средней скоростью икрешадапя клеток.

Известно, что штохондркалышй чехол бычьаг< сперматозоида состоит из 72-х кольцевых штохондркЛ i образует три «трапп вокруг осевого комплекса фйриял, иряче» эта тройная спираль имеет 24 ± 2 оборота. В связи с эти возникает вопрос - является ля обнаруженное совпадени; периодичности флуктуация движения бычьих спвршов • < улмраструктурой их тела характерным только для Данного вид; млекоштэ&щях или это проявление к»кяг-лйбо oúmx пршципо: организации движения мужских rawr?

n,offop.

РИС. 3. ГИСТОГР'ЖМН ПО'ДЛССТОЙ спектров П«ГВОВв1ШХ средня" параметров дадеюм спермяев человека. А - скорости двидапия; В - доли подвютшх клеток; В - индекса тдошиссти.

Для отпета на этот вопрос были проведены згослодолатгчя дюшиия спорматоооидсв человек», е т,еде которых имеется 15 витков мдто.гдщркЯ. На рчс.З продстовлеин тшичгше гастогршш SCJ> пирометров двтештя мужских споркиов. Видно, что иакевдгмн ипкоп в данном случае приходятся на характерные точки, отвечайте 30, 45, СО оборотам клетки вокруг

направления перемещения, т.е. кратки 15--ТИ оборотам. Причем ¡трояыения такой периодичности наблюдаются как для кзмешний скорости и доли нодышшх клеток, так к для флуктуццяй индекса подишюстмг. Из результатов экспериментов с мужскима гакмтами козлю сдалать заключение, что кратность периодов наблюдаемых ниршлюмериостей движения клеток также оовпадоэт

5(1) 1,0

0,5-

.г1

о

1Г

5о

д..

1Г

п,соор

А. Гюгограшн моцкосгвй сп«к«ров фл/вхуедф шшчойп-иости сЕьта, рассеянного а« сусьеш-»« бичык (Ц а человеческих (Б) спо^аатозокдол, о ультраетрутуроВ кгтоховдриально:; спирав:. Из агого угла-'-, олодуот, что флуктуа-еношшй 1»рнодичес!од;1 характер дв;я; эш:;: ¡пишется !1ро::влеш1лм общие для исследованных видов клвкоза-таьамл ¿ехдаизим» организации даикшии гймет, в результате, рабо.и к&горж оши вяток клтоштдраальной сшргш шпп^лрует • ода! с.1орот 'ГцЛС1 еллч, а едедосауплько и всой клоткг.

Как было понизано эд»», измэиькел скурсстк першядаия

сперчивв имеюг корроляшюнпуи связь с групловвм дптютн топ в вустонзии. Для (5олзо детального испдедсиатш г>того !шг<!кля бчл проведен гаршивчвскнй ташт гртештяс радон /»члуктупцпй количоскггп квоте«. Ттипкт розульт^тк для суспензий бычьих и мужских гпют щ^лстзсл'ию ва рис.4. Вддтто, что прострпястшшо-»р .ляккю итудаорсш!ости-концонтриш клеток в суспензии сда|«пеп ипсл-»дс>вянишг пилор-дкепт проявления пераодапп'/оти, еходш<г с зкряодочиосп» ocmwmmS ъзрпъщт ятхътп этих клеток. Ток, на pito.4 А КМЗОТМ ICEÍ В 10ЧГС?, 07ЮТПГЦ!\1 7Я-Н гейроточ, о па рис.4 Б п точках 30; 45; С-0 обрр.тсе, то есть и п групповом лкташи проявляется пзриодатсть гадалзэтя сгорости дптяпля клеток.

ТОКПМ О'рЭЗОЧ КОЛуЧеШ» ДОСЯврКгеККЫГЫтв рояулЬТЯТЯ

СЕПдетольстяупт о взда-гсевяга коллективна форте допитая о шрзя.-ячостгаая т&жтюя. eteepeem ппрекедошм кдачок. При стой врсчзпюя структура фяуктугякП голгч^отп temóte п зона кабледепзя имеет тйткую специфичность для суспензий гямот леелвдоccrínrc гпдеп.

3..¿гллтко жптекпх ттст я токпетчтур^на тгргрт1--<т:ч!

\hóiv- -оя мая перподпч!г<\-;тъ «Хйуктугяrr?>p%wтров литmta

сгирмт^в Л ССРГРЗ^ИТО С КОЛИЧ;,'СТНО,\1 1'ЯТКОВ

1яггсх<ят.чол»-иоЙ спярплн гпляет^я, г.сролтно, проявлением сг'дяго дхч даччмх гидов г.:">'клгигп":!д.;!х ¡.кханпзна оргонпзанга гр«по'1^л! iio-noo tyimf лы-сго дкпговяя подои« зчто*. Если "я та Kot "T,'.;i?}cc ¡i'' га.«9о? дасткоа структурзон^шшиожшдаЯ ор1-анй2шшя, то воздействуя гп различии« ксипшептн систе'ли ргул.«шчи дикг»«яя спормг.еп kj::í иодапяя т^мторатурам» рокад ишсуФит можно оглдать исмононгй с преявлсшт периоглчиости дпкгагая клотгл:.

Спля нсслидспяш тт-гературшю згл'итгооти • in рама троп деиг-'шя пологих клэток. Оказалось, что доля появкчших 1?лпток в иптерЕяпе т?'*.т!г,ротуг) tC>...^0°C до'.'тс^рро да иом'ндатсл. П| ¡J ЯВШ(ЙК;3 оптрокекмапяя ЭКСГОрПМОИТОЛЫШХ ДОН'Ш* (?lbv.t получе-г^ урязпщч'я зяьисдаюсгя гргльэй*н:оростл пс^тупптгдь-нпго Д1-ЖВШ!? д.я бгг'ьях и мулекях глкет соитдатствегаю Vit; = о. 1пз»т ^ o:?j9 (мм/о) и Y(T; = 0,1С8*7 + t ,65 (fWM/O) ,

где» V - срздшш скорость двихэдая клеток, Г - гбйяература в интервала 18...40°0. Из ьтих уравнения следует, что при возраст ашш температуры инкубации на Ш°С скорость Поступательного движения спершее увзличиваатоя в 1,3310,01 к 1,38±0,02 раза соответственно для бычьих и человеческих, г——к.............[----Т--—р—-,--г

Рис,Б. Гйстогракмы шщютей спектров филдеуедай юдакаа

ПОД6ТЗЖ.С1Д ОНЧЬИХ Срвр;г,!ЗЕ В сроде, СОДдрКВй»»

"*"Ьзэрй-чч са.^лдалат (А) и чаловеческш; в среда с

рералаийлом (В), гаг; эт.- Вздио, что к^а^гвчвощз • коь$$йщ»н?ц эди скароотд

нозтупзтеадого ДЕйкория но сотащаег о 'гыдарзтур^К;

коо^циентащ для скорости г!;?;инйр;с;1Д роа:пдь;. Однако, е-с*п

рассматривать г,;ощность рлетга; цра двкрзвдщ в вазкоЗ сроде,

йолйо показать, что она будет прицарциокйльш; квадрату

средней скорости поступательного движения. Из полученных ко температурных зависимостей следует, что мощность кдоткя при увеличен;® температуры .инкубации на Ю°С возрастает в 1,7310,11 и 1,90+0,07 раз для мужских и Ничьих полови* клеток соответственно. То есть, именно мощность клетки, пропорциональная квадрату скорости, отраг'.ает температурную кинотоку Ферментативных процессов.

В работе изучено влияние ряда химических венесть эзертш сшгташат (ингяби тор тотаяхолянзстэрззв ), корглякоя ( ' блокатор (На+- К+ШФ- а г-н ' и ворашимил (га-пьциевнй ентагояяст) - па параметр!! движения сшрмдав. На рис.5 А прп-вэдоня гастегрякма г>!05 индекса подвижности для обрасца бичьих гамет, которые клкубироеатись в среде, содерхздчй 8,4*10"%. озерина сялицилата, а на рчс. 5 Б - гистограмма «К/5 опершее человека и среде с 1,1*10"7М верппзмила.

При анализе, периодичности флуктуация "мгяовешшх средних" параметров девшим било обнаружено, что иеконенкЛ кратности триодов ^уктуаци^ ггри действии как твмотратура, ron и фармакологических препаратов не наблюдается. Пр^дстотлзятаэ результаты могут свидетельствовать о гесткой структуржИйтак-цшналыюЯ организация процесса дгипения слоржггсгоидов мле -кошггг.ющих.

4 • 13!Ж___работа дублете в_

аксонемн спериатсесидое

!ín основания получэшшх результатов мокно предположить» что шггохсндриальная спираль тела оперим является той структурой, которая способна обеспечить циклическую синхронизацию работы микротрубочек аксон<иш. Действительно, если по матохондриальной опирали идет волна икгадаацйй скол<-дашя дублетов, то она »рвпбеяио будет приводить г поочередному срабатывании периферических imp микротрубочек, а следовательно и к рравашю Флагелли (рис-, б). Для построения концентряльнсЯ модели гагохондриальной координации работы микротрубочек. аксон«*« необходимо допустить сд?дущее:

7 по штохондрнаяьной спирали, расположенной в теле сперматозоида, проходят сигнал инициации ' скольжения периферических дубл^-ов, имептяй химическую природу;

- ра'лгростгэчонне ейшляа вдоль митоз сшрчй йд^т систре^,.

- и -

' чем в стыках между ними.

Рис.6. Модель мзтохсадриальноВ коордгаацви работы шкротрубочек аксонемн спермин. Мл - штогондрп&пьиая спираль; ВПБ - внешше плотные волокна;

Ш - микротру бочки; Щ> - дтвтоет ручки;

' ВС - волна синхронизации, Второе положение связано с устойчивое»*» Фужщюнцювшар. тхттт координации. Если б!) сигнал инициации скольжения распространялся с близ кики скорости;® как по митохондриям, так и в стыках между ними, то процесс утратил бы строгую нап-раЕленность и' не правел к поочередному срабптнвошш двчвипо-Енх ручек на соседних дублета?;.

В результате проведенных эликтрокчомлгроскопическ.кх исследований было, покчзатю специфическое располокение внгпша ролокон, при котором промежутки между оосодчпми плотна® волокнами образуют своообрззни!! кзиа-!, которой выходит в места локализации дмчошгавнг ручек . на микротрубочках. Токая специфичность структури кмоет место по

- is -

всей длине тела сперматозоида, где сосредоточена штоховдриальная спираль. На поперечных. срезах флагеллп поело сшиашя штохшдриальнай' спирали начинает нарушаться упорядоченность в расположении внешних щютшис волокон.

йзлошиш факты в аспекте предлагаемой модели коорд;г-нанчи работы ивкрогсубочор скиде Н'льогеуют, что такая форма и расположение вшших плотных волокон, ьвроятло, позг.оляет им играть роль "Ф)р-ми];ог;/1тел.ч" сигнала, . инициирующего срабатывание диве шкалах ручек на периферических дуй цатах. При атом исключается диЭДузиов размитие сигнала, что макет обеспечивать устойчивость процесс;) синхронизации.

WJB0IJJ

!. разработанный нами ыл-оматизиргвгллшй дошюровский спектрометр позволяет с достаточной точность» и бястродейстзи ем исследовать процессы, связынша с движением спер:.;цов,

2. Скорость даяйбявя сперматозоидов шоат флуктуадионну» . радфоду и может изменяться до ну.тавоа, т.е. до полной

остановки клетки. Частота флуктугяшй возрастает с увеличением средой скорости движения клеток'.

3. ФЛУКТУАЦИИ СрОДПбЯ СКОрОСТП ДВИКэНИЯ и доли 1ЮДВВШ клеток шрчодапш. Величина периода отноеительно количества цроЗдйшшх оборотов клетка вокруг направления движещтя имеет годовую стщфгокость и не овяадаа с условиями проведения эксперимента.

4. В суспензии дадвккшх сперматозоидов существуют нрос транственно-времешше неоднородности концентрации клеток, образованна которых связано с периодичностью движения хлэтек. Двпжв®» клеток в группе носит шф»звы8 характер.

5. Наблюдаемая периодичность осциллаций, как скорости двдедашя. так if доли подвакних клеток, обусловлена ультрзструктурой митоховдриальной спирали спершвв и

' является проявлением процессов координации вращательного дни- , г;е!ГгШ флагеллн.

6. Квадрат средней по группе скорости поступательного , дкдденмя мугсквх и бнчьих спвргшв изменяется в 1,78 * 0,1.1 я 1,9 t. 0,07 раз соответствлино лри возрастании температуры.

инкубации на 10°С, отражая температурную кинетику ферментативных процессов.

7.Внешние плотные волокна флагеллн в области теля клаткк имеет сдадафачаскув форму и расположены перпфзрально к соответствующему дублету макроурубочак. Промежутки мевду сосвдгш-ыи плотными волокнами образуют своеобразный канал, выходящий к местам локализации дгашшювцх "ручек" на микротрубочках.

8, Предложена модель митоховдриавъноЗ координации работы микротруОочек аксонами епаршд, объясшшцал:

- механизм возникновения вращения «тутика;

- периодичность движения сперматозоидов;

, ' - 4пзиоло1ическую роль внешних плотных волокон в механизма организации движения флаге.шш.

Основные результате »диссертационной работы опубликованы 0 следующих печатных трудах: '

1. Бита A.A., Влясвщш В.В., Пенькой Ф.М. Оценка »сачестеа спермы - методом лазерной доплеровской спектрометрии// Областная научно-производств. конференция «ускорение каучно-текничаского прогресса - ь швотноводстпо" ; Днепропетровск, 1986.- Т.1. - с. 183.

2. Бегш A.A., Власенко B.R., Качура Б.О., Шньков Ф.|4. Бпдив солдош збшюясовашм розч!и1в на ф1зЗолог1чн! характеристики ошрки1в при пЗдготовц! до 3-ЛЛ1ДН6КНЛ// XII з'Хзд украНюького ф1з1олог1чнога товар;;став им. J,П.Павлом: Льв1в, 1S86.- С. 24-25. ' -

3.-Бегма A.A., Власенко В.В., Мацкивски'й В.Ц., Иеньксв ffi.M-, Посудин Ю-И., Фролов Г.Ь. Способ- оценки токсического действия хюддасках веществ, содержащихся в водной среде. -i.e. ССОР № 1482837, ПЛ. С 01 N 33/18, 198"?.

4. Вламн.чое В.В., Власенко В.В., Пеньков С.И., Щерлов Ö.B, Рж-:Г',о;,-тоС'{ь ьссдедования профили скоростей методом |;ор:,еляцшнной спектроскопии// Журнал прикладной шташцщ ц технической-^¡йма,- Новосибирск, 1937.- £ 2,- с, 34-26.

5. Еегма А,А., Власенко В.В., Пеньков ®.Ы. и периодичности даиштя сперматозоидов// йюфшщеа,-- К., 1888,- Й3,# 4,- С. 637 ~ 641.

6. Бегма A.A., Влееанко B.ß., Пеньков Исследование

- г -

периодичности движечия бычьих спермиев методом лезерцсй ' доплеровскоа дцектропатрт// Молекулярная генетика л биофизикаК.,. .¡988'.- й 13

7. йласещсо 4,6.. Пеньков Ф.М. Анализ флуктуадча рвсррэдвлениих систем// СО, научи, трудов Моск. энерг. "1!-т.~ М., J988.- й 120.- С. 104 - 109.

8. Пвгма Д.А., Власвнко В.В., Меикивокий В,И., Пеньков ф.У., федорор В.Д. Анализ флуктуация распределенных биологических систем: возможности и прккэнешэ автоматизированного корреляционного доплеровского спектрометра щл изучении движения микроорганизмов// Биологические науки.-•i., J9Q9.- » 10 (310).- С. 105 - 110.

9, Власенко В.В., Поньков О.М, Модель координации дав;-:вквд флагеллн сперматозоидов// Биофизика.- М., 1320.-р5. 3,-С, 450 - 453.