Физиологическое назначение полового аппарата самцов заключается в образовании спермиев, выведении их из половых органов и введении в половую сферу самок спермы.
Половые органы самцов состоят из мошонки, семенников, выводных протоков (придатки семенников, семяпроводы, мочеполовой канал), семенного канатика, придаточных половых желез, полового члена и препуциального мешка.
Мошонка — двуслойный мешочек, в котором размещаются семенники. Она выполняет функции: защитную (от воздействий окружающей среды), терморегуляцию сперматогенеза и сохранения спермиев. Наружным слоем мошонки служит кожа. Она обильно снабжена потовыми и сальными железами. Под кожей расположена мускульно-эластическая оболочка, которая очень прочно сращена с кожей мошонки. Поэтому при сокращении гладкой мускулатуры кожа мошонки сморщивается и становится складчатой. Мускульно-эластическая оболочка образует продольную перегородку мошонки, разделяющую ее на две половинки. В каждой из них находится по семеннику. Под мускульно-эластической оболочкой лежит общая влагалищная оболочка. На наружной поверхности влагалищной оболочки расположена мышца — подниматель семенника. Общая влагалищная оболочка переходит на семенники, срастаясь с ним, становится собственно влагалищной оболочкой. Она переходит с семенника на его придаток, а затем на семенной канатик и семяпровод. Собственно влагалищная или специальная оболочка прочно сращена с белочной оболочкой, состоящей из плотной соединительной ткани. Температура в мошонке на 4—5° ниже температуры тела животного. Мошонка реагирует на изменения температуры внешней среды и предохраняет семенники от перегревания или переохлаждения. Искусственное нагревание мошонки или повышение температуры ее при воспалительных процессах приводит к резкому ухудшению качества спермы. Болевые, раздражения мошонки могут приводить к нарушению половых рефлексов. Вот почему следует всегда оберегать самцов от ударов, ущемлений и других возможных травм мошонки.
Семенники (яички) — основные половые железы, вырабатывающие половые клетки (спермии) и половые гормоны самца (андрогены). Семенники расположены в мошонке, они подвешены на семенном канатике и хорошо пальпируются. У быка, барана они эллипсовидные, у жеребца — яйцевидной, у хряка — овальнобобовидной формы. Их размеры у взрослых самцов следующие.
Семенники здоровых производителей гладкие, упругоэластичные. С возрастом семенники становятся более твердыми. Величина семенников, их форма и консистенция служат важными показателями воспроизводительной способности самца. Так, при дряблой консистенции нарушается образование и созревание спермиев. Каждый семенник имеет 300—400 конических долек. В каждой дольке размещаются по 4—5 извитых семенных канальцев длиной от 50 до 80 см. Между канальцами вокруг капилляров расположены интерстициальные клетки — основные источники образования половых гормонов самцов. Стенка извитых канальцев имеет соединительнотканный и эпителиальный слой. Эпителиальный слой представлен так называемым сертолиевым симпластом, выполняющим питательную функцию, — в него погружены зачатковые половые клетки. Общая длина всех канальцев семенника достигает у быка 5 тыс. м, у хряка 4—6 тыс. м. У половозрелых самцов в извитых канальцах семенников происходит процесс образования половых клеток самца — спермиев, называемый сперматогенезом. В этом процессе различают 4 последовательные стадии: размножения, роста, созревания и формирования. В стадии размножения первичные половые клетки, расположенные по периферии семенных канальцев, начинают усиленно делиться, образуя сперматогонии. Это мелкие клетки с относительно крупным ядром. После многократных делений сперматогонии утрачивают способность к размножению и начинают расти (стадия роста). Это сперматоциты первого порядка. Они содержат диплоидное (двойное) число хромосом и располагаются в семенных канальцах более центрально. Затем наступает короткая стадия созревания. В этот период сперматоциты дважды делятся. В результате первого деления образуются сперматоциты второго порядка. Они меньше, чем сперматоциты первого порядка, и содержат половинное количество хромосом, как и у зрелого спермия. Каждый сперматоцит второго порядка быстро делится вторично, давая начало образованию двух сперматид. Они располагаются в несколько рядов у просвета извитого канальца. Сперматиды превращаются в зрелые половые клетки — спермии, приобретающие подвижность. Сперматогенез у быка может длиться 24—48 дней и более. Это — один из самых интенсивных процессов, происходящих в организме самца. Только один грамм семенника ежедневно производит 17,7 млн. спермиев. Все стадии сперматогенеза зависят от факторов внешней среды (кормления, света, моциона, температуры), возраста, эксплуатации, наследственности и проходят с участием эндокринных желез под контролем центральной нервной системы.
Кроме спермиев в семенниках вырабатываются половые гормоны самца — андростерон и тестостерон. Они стимулируют рост и развитие органов размножения, вторичных половых признаков, а также вызывают половое поведение самцов влечение к самкам. Половые гормоны влияют на обмен веществ, увеличивают образование белка и уменьшают количество жира. У молодых животных они стимулируют рост тела.
На деятельность семенников влияют гормоны передней доли гипофиза. Эти гормоны возбуждают деятельность органов размножения и стимулируют развитие вторичных половых признаков. Гормоны передней доли гипофиза (фолликулостимулирующий и лютеинизирующий) влияют на развитие и функцию семенников. При половом созревании у самцов фолликулостимулирующий гормон вызывает развитие семенных канальцев и стимулирует начальные стадии сперматогенеза. Лютеинизирующий гормон стимулирует развитие интерстициальной ткани и выработку половых гормонов, необходимых для нормального завершения сперматогенеза. Удаление передней доли гипофиза задерживает развитие семенников и вторичных половых признаков. Удаление же семенников приводит к гиперфункции гипофиза.
Гормоны щитовидной железы влияют на развитие семенников, проявление половых признаков, частично на процесс образования спермиев и половые рефлексы. При недостаточной работе щитовидной железы или при ее удалении наблюдается недоразвитие семенников, задержка или прекращение образования спермиев, недоразвитие половых признаков, ослабление половых рефлексов. Усиленная деятельность коры надпочечников приводит к раннему половому созреванию, а пониженная — к атрофии семенников.
Существует также тесная зависимость между эндокринными железами и нервной системой при господствующей роли последней. Поступающие в кровь гормоны желез являются специфическими раздражителями центральной нервной системы, в которой в период размножения возникают господствующие очаги возбуждения (половая доминанта), в то же время эндокринные железы находятся под постоянным контролем нервной системы, которая усиливает или ослабляет их деятельность и питание.
Придатки семенника тесно прилегают к семенникам и состоят из извивающихся семявыносящих канальцев, переходящих в длинный петлеобразно-извивающийся узкий канал. В придатке различают головку, тело и хвост, который переходит в семяпровод. Головка придатка включает в себя семявыносящие канальцы. Тело придатка — в виде длинного тяжа представляет собой сильно извилистый канал, его просвет увеличивается по направлению к хвосту. Весь канал, составляющий тело придатка семенника, достигает длины у быка 30 м, у хряка — 60 м, у жеребца — 80 м. Хвост придатка — это конечная его часть с расширенным каналом. Просвет канала, особенно хвостовой отдел, заполнен секретом и спермиями. У быков и баранов придаток примыкает к заднему краю семенника. Головка расположена на верхней части семенника, тело — на задней и хвост — на нижней части семенника. У жеребцов головка придатка лежит сверху семенника на передней его части, тело — вдоль верхней части и хвост на задней его части сверху. У хряков головка придатка расположена на нижней части семенника, тело — вдоль передней части и хвост на верхней части семенника. Знания особенностей расположения семенника и придатка у разных производителей позволяют применить правильный, наиболее физиологически обоснованный массаж (по направлению движения спермиев), повышающий объем и улучшающий качество выделяемой спермы. Придаток семенника служит местом скопления, хранения и окончательного дозревания спермиев, а также органом, регулирующим их передвижение. Здесь спермии покрываются защитной липоидной оболочкой, приобретают отрицательный электрический заряд и переходят в состояние анабиоза. Такие спермии сохраняют способность к оплодотворению до 2-х месяцев.
Семенной канатик состоит из спермопровода, внутренней семенной артерии и вены, наружного семенного нерва и внутреннего поднимателя семенника, покрытых складкой специальной влагалищной оболочки, образующей влагалищный канал. Семенной канатик проходит в паховом канале, имеет форму сдавленного с боков конуса, расширенная часть которого прикрепляется к семеннику и придатку, а верхний конец доходит до внутреннего пахового кольца. Длина его у быка 20— 25 см. Знание анатомии семенного канатика необходимо при определении нормального состояния спермопроводов, пахового канала, отсутствия грыжи.
Спермопроводы — длинные тонкие (до 4 мм) трубки, состоящие из серозной оболочки с сосудами и нервами, мышечной оболочки с двумя слоями гладких мышц (кольцевым и продольным) и слизистой оболочки. Они отходят от хвоста придатков семенников, идут по семенному канатику, проходят через паховый канал в брюшную полость и достигают верхней поверхности мочевого пузыря. Здесь спермопроводы у быка, барана и жеребца образуют ясно выраженные расширения — ампулы спермопроводов. Их длина у быка 12—15 см, толщина 1,5 см, они хорошо пальпируются при ректальном исследовании. У хряка они почти незаметны. У быка и барана служат местом скопления спермиев в период полового возбуждения (во время эрекции), и, кроме того, они продуцируют жидкий слабокислый секрет. Жизнеспособность спермия в ампулах сохраняется около двух суток, а оплодотворяющая способность менее 24 ч. Позади шейки мочевого пузыря спермопроводы соединяются с выводными протоками пузырьковидных желез в спермоизвергающий проток, который открывается в самом начале мочеиспускательного канала на семенном холмике.
Мочеполовой канал, или уретра, самца служит для выведения мочи и спермы (здесь же образуется сперма смешиванием спермиев с секретами придаточных половых желез). Уретра подразделяется на тазовую и половочленную части. Она образована слизистой оболочкой, кавернозным слоем и мышечной оболочкой. Слизистая оболочка собрана в продольные складки, содержит многочисленные мелкие уретральные железы. Они выделяют при половом возбуждении перед половым актом прозрачный жидкий муциновый секрет, очищающий мочеполовой канал от остатков мочи и слущивающегося эпителия. При наполнении кавернозного слоя кровью (эрекции) происходит раскрытие просвета уретры.
Придаточные половые железы — пузырьковидные, предстательная, луковичные, уретральные.
Пузырьковые железы — парные, расположены над шейкой мочевого пузыря по бокам ампул спермопроводов. Это ветвящиеся альвеолярно-трубчатые железы. У быка они достигают 14 см в длину, 5 см в ширину и 3 см в толщину, легко прощупываются у крупных самцов при ректальном исследовании; у барана 5 см в длину, 2,5 см в ширину и 1,3 см в толщину. Они вырабатывают жидкий секрет. У жеребца пузырьковидные железы трубчатые, имеют мешковидную форму, до 13— 15 см в длину, вырабатывают густой тягучий секрет. У хряка они довольно больших размеров, до 12 см и более в длину, до 7 см в ширину и до 3 см в толщину.
Предстательная железа — по своему строению относится к ветвящимся трубчатым железам. Она состоит из тела (у жеребца, хряка и быка), расположенного на начальной части уретры и сильно развитой рассеянной части (у быка, барана и хряка), расположенной в стенке мочеполового канала. Ее тело хорошо развито у жеребца и хряка. Предстательная железа вырабатывает жидкий секрет и открывается в просвет уретры большим количеством выводных протоков.
Луковичные железы — парные, по строению относятся к сложным альвеолярно-трубчатым железам. Они расположены недалеко от изгиба уретры под луковично-кавернозным мускулом. У быка и барана они небольшие (1—3 см), у жеребца до 4 см, овальной формы и вырабатывают жидкий секрет. У хряка эти железы достигают довольно больших размеров —14 см в длину, 4 см в ширину и 3 см в толщину. Они вырабатывают густой клейкий секрет, загустевающий на воздухе (в виде саговых зерен). Каждая железа открывается в заднюю часть уретры одним (бык, баран, хряк) или несколькими (жеребец) выводными протоками.
По ходу мочеполового канала в толще слизистой оболочки уретры заложены трубчатые уретральные железы.
Секреты придаточных половых желез играют большую роль при спаривании, образовании, выделении спермы и в оплодотворении: возбуждают к движению спермии, выталкиваемые из придатка семенника, где они находились в неподвижном состоянии; увеличивая объем спермы, способствуют продвижению спермиев по уретре самца и половым путям самок; предварительно увлажняют уретру, облегчая продвижение спермиев, а также предохраняя нежную слизистую оболочку уретры от повреждения при чрезвычайно быстром и энергичном выталкивании спермы; могут препятствовать обратному вытеканию спермы из половых органов самки (например, у хряка); содержат некоторые вещества, которые могут быть использованы спермиями в их обмене веществ; содержат эрготионин, простагландины, вызывающие сокращения мускулатуры, способствующие продвижению спермы, прилив крови к половым органам; усиливают электрический заряд спермиев, предохраняют от склеивания; освобождают мочеполовой канал от остатков мочи, слупливающегося эпителия и микроорганизмов.
Половой член (пенис, уд) — совокупительный орган, в нем различают корень, тело и головку. У быка и барана пенис имеет форму цилиндра, заостряющегося на конце. В области промежности половой член быка, барана и хряка образует S-образный изгиб. Во время эрекции этот изгиб выпрямляется и пенис удлиняется, утолщается, становится твердым и выводится из препуциального мешка наружу. В области нижнего колена зигзагообразного изгиба уда формируются ретракторы (втягиватели) полового члена. На кончике пениса быка и барана различают шейку головки, отросток уретры и слабо выраженную головку. На шейке головки уда быка заметен шов (связка), который к головке закручен влево. Отросток мочеполового канала сильно развит у барана. Он достигает 3—4 см длины, при эякуляции сильно вибрирует, разбрызгивая сперму, подобно пульверизатору, на большой поверхности глубокой части влагалища овцы, обеспечивая этим лучшее проникновение спермиев в шейку. У быков связка конечной части пениса во время эякуляции выпрямляется, натягивается в результате сильной эрекции и кончик уда производит поворот вокруг своей оси, частично загибается и к концу эякуляции возвращается в первоначальное положение, При этом производится равномерное разбрызгивание основной массы спермы на шейку матки. Общая длина полового члена быка во время эрекции достигает 1,5 м, барана 0,5 м, хряка 0,8 м, жеребца 1,2 м. У хряка пенис на конечной части спиралеобразно закручен. Половой член у жеребца сильно развит в толщину, не имеет зигзагообразного изгиба, головка имеет ярко выраженную грибообразную форму. Снаружи пенис покрыт соединительнотканной оболочкой, от которой внутрь отходит одна толстая перегородка и много более тонких. Между этими перегородками расположены два основных пещеристых (кавернозных) тела, представляющие собой расширения кровеносных (артериальных) сосудов и имеющие губчатое строение. В области головки уда жеребца хорошо развитое пещеристое тело венозного происхождения. Поверхность пениса имеет сильно развитую сеть чувствительных нервных окончаний. Среди них — воспринимающие боль, осязательные, температурные рецепторы и специальные тельца, воспринимающие давление. У быка и барана нервные окончания находятся преимущественно на кончике пениса, а у жеребца и хряка в области головки или копчика.
Препуций у быка, барана и хряка представляет собой кожную полость, в которой располагается передняя часть полового члена. Он покрыт кожей, внутри находятся два листка: париетальный и висцеральный. Париетальный листок выстилает внутреннюю стенку препуция. У быка, барана в толще этого листка имеются трубчатые железы, секреты которых увлажняют уд снаружи перед половым актом. В задней части препуция париетальный листок переходит в лишенный желез висцеральный листок, который одевает уд. Этот листок очень нежен и придает пенису большую чувствительность. У хряка париетальный листок лишен желез, в верхней стенке передней части препуция имеется небольшое отверстие, ведущее в слепой мешок — дивертикул препуция. У большинства животных (бык, баран, редко хряк) препуций содержит передний и задний препуциальные мускулы, перемещающие препуций вперед и назад. У жеребца препуции образует двойной кожный мешок, в котором различают наружный и внутренний препуции, состоящие, в свою очередь, из наружного и внутреннего листков.