Эволюция рыб и криорезистентность сперматозоидов
Saved in:
| Published in: | Проблемы криобиологии |
|---|---|
| Date: | 2012 |
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України
2012
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/68529 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Эволюция рыб и криорезистентность сперматозоидов / Е.Ф. Копейка // Проблемы криобиологии. — 2012. — Т. 22, № 3. — С. 239. — рос., англ. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860172133499404288 |
|---|---|
| author | Копейка, Е.Ф. |
| author_facet | Копейка, Е.Ф. |
| citation_txt | Эволюция рыб и криорезистентность сперматозоидов / Е.Ф. Копейка // Проблемы криобиологии. — 2012. — Т. 22, № 3. — С. 239. — рос., англ. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Проблемы криобиологии |
| first_indexed | 2025-12-07T17:58:44Z |
| format | Article |
| fulltext |
239
В процессе длительной эволюции рыбы заселили
почти все водные ниши Земного шара с разной тем-
пературой, соленостью и гидростатическим давлением.
В результате взаимодействия иcходных геномов клеток
рыб с изменявшимися факторами окружающей среды
в каждой нише возникли популяции рыб, у которых
свойства большинства клеток стали адекватны нише оби-
тания или размножения. Поэтому криорезистентность
сперматозоидов рыб из разных ниш может сильно отли-
чаться. Чтобы понять ее природу, необходимо опреде-
лить экстремальные факторы криоконсервирования,
наиболее уязвимые структуры сперматозоидов, а также
рассмотреть, как в процессе эволюции факторы среды
повлияли на молекулярные структуры и функцио-
нальные характеристики клеток. К основным повреждаю-
щим факторам криоконсервирования следует отнести
изменения осмотичности среды и эффекты кристаллиза-
ции, которые в первую очередь влияют на мембраны
и акросому. Сила воздействия каждого из них зависит от
исходного состояния криоконсервированных клеток
занимаемой ими ниши и протокола криоконсерви-
рования. Наиболее сильным фактором среды является
температура, влияющая на общую организацию клеток,
скорость реакций, на структуру и свойства их мембран.
В клетках рыб, живущих при минусовых температурах,
синтезируются антифризы, что повышает их криорезис-
тентность. Дефицит энергии и необходимость поддержа-
ния определенных скоростей реакций при пониженных
температурах компенсируются у них снижением
прочности связей между структурными элементами
клеток. Поэтому у лососевых выживаемость спермато-
зоидов после криоконсервирования ниже, чем у карпов,
нерестящихся при более высоких температурах. Кроме
того, высокая ненасыщенность жирных кислот фосфоли-
пидов мембран лососевых также снижает их криорезис-
тентность. Сохранить функции клеток при разных
температурах можно лишь при жидкокристаллическом
состоянии мембран, что достигается изменением
соотношения между насыщенными и ненасыщенными
жирными кислотами фосфолипидов мембран. С повы-
шением температуры нереста увеличиваются насыщен-
ность жирных кислот фосфолипидов и количество
холестерина в мембранах, что снижает их чувствитель-
ность к изменениям осмотичности среды. Аналогичный
эффект наблюдается и у рыб, нерестящихся в морской
воде, так как их сперматозоиды активируются в гипер-
тоничных средах. У рыб, нерестящихся в пресной воде,
активация сперматозоидов происходит в условиях гипо-
тонии, поэтому они могут быть более чувствительны к
экстремальным факторам криоконсервирования. Таким
образом, анализ криорезистентности сперматозоидов
рыб из разных ниш позволяет нам утверждать, что она
имеет полифакторную природу.
During continuous evolution fishes inhabited almost
all the aquatic niches of the Earth with different temperature,
salinity and hydrostatic pressure. Due to interaction be-
tween initial gene pools of fish cells with changed environ-
mental factors fish populations appeared in every niche.
These populations had properties of the most part of cells
which were adequate to their niche of habitation or breeding.
Therefore cryoresistance of fish spermatozoa from various
niches can greatly differ. To understand its nature, it is neces-
sary to determine the extreme cryopreservation factors, the
most vulnerable structures of spermatozoa, as well as to
consider how the evolution of environmental factors
influenced the molecular structures and functional charac-
teristics of cells. The main damaging factors of cryopre-
servation should include the changes in osmolality environ-
ment and crystallization effects, which primarily affect the
membrane and acrosome. The impact strength for each of
them depends on the initial state of cryopreserved cells,
their occupied niches and the cryopreservation protocol.
The strongest environmental factor is the temperature
affecting a complete cell organization, response rate on the
structure and properties of these membranes. In the cells of
fish inhabiting under subzero temperatures, antifreezers are
synthesized, increasing their cryoresistance. Energy
deficiency and necessity to maintain certain response rates
at low temperatures are compensated by reduction of bond
strengths between structural elements of cells. Therefore,
salmon sperm survival after cryopreservation is lower than
carp one spawning under higher temperatures. Furthermore,
a high unsaturation of fatty acids of salmon membrane
phospholipids also reduces their cryoresistance. To preser-
ve cell functions under different temperatures is possible
only if the liquid-crystalline state of membranes achieved
by varying the ratio between saturated and unsaturated
fatty acids of membrane phospholipids. As the temperature
rises the spawning of saturated fatty acids and cholesterol
phospholipids in membranes is increased, reducing their
sensitivity to changes in medium osmolality. Similar effect
is observed in fish spawning in sea water, whereas their
spermatozoa are activated in hypertonic media. Fish spawn-
ing in fresh water, sperm activation occurs under hypoten-
sion, so they may be more sensitive to extreme factors of
cryopreservation. Thus, the analysis of fish sperm cryoresis-
tance from different niches allows us to confirm that it is of
multiple-factor nature.
Эволюция рыб и криорезистентность сперматозоидов
Е.Ф. КОПЕЙКА
Институт проблем криобиологии и криомедицины НАН Украины, г. Харьков
Fish Evolution and Sperm Cryoresistance
E.F. KOPEYKA
Institute for Problems of Cryobiology and Cryomedicine
of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kharkov, Ukraine
problems
of cryobiology
Vol. 22, 2012, №3
проблемы
криобиологии
Т. 22, 2012, №3
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-68529 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0233-7673 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T17:58:44Z |
| publishDate | 2012 |
| publisher | Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Копейка, Е.Ф. 2014-09-26T15:02:54Z 2014-09-26T15:02:54Z 2012 Эволюция рыб и криорезистентность сперматозоидов / Е.Ф. Копейка // Проблемы криобиологии. — 2012. — Т. 22, № 3. — С. 239. — рос., англ. 0233-7673 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/68529 ru Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України Проблемы криобиологии Пленарные доклады Эволюция рыб и криорезистентность сперматозоидов Fish Evolution and Sperm Cryoresistance Article published earlier |
| spellingShingle | Эволюция рыб и криорезистентность сперматозоидов Копейка, Е.Ф. Пленарные доклады |
| title | Эволюция рыб и криорезистентность сперматозоидов |
| title_alt | Fish Evolution and Sperm Cryoresistance |
| title_full | Эволюция рыб и криорезистентность сперматозоидов |
| title_fullStr | Эволюция рыб и криорезистентность сперматозоидов |
| title_full_unstemmed | Эволюция рыб и криорезистентность сперматозоидов |
| title_short | Эволюция рыб и криорезистентность сперматозоидов |
| title_sort | эволюция рыб и криорезистентность сперматозоидов |
| topic | Пленарные доклады |
| topic_facet | Пленарные доклады |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/68529 |
| work_keys_str_mv | AT kopeikaef évolûciârybikriorezistentnostʹspermatozoidov AT kopeikaef fishevolutionandspermcryoresistance |