Спермий — половые клетки самца сложного строения, обладающие свойством самостоятельного движения, являются основной в биологическом отношении частью спермы. Спермий состоит из головки, шейки, тела и хвоста.
Общая длина спермиев сельскохозяйственных животных составляет 0,056—0,07 мм или 56—70 микрон, а ширина от 0,001—0,005 мм, или 1—5 микрон.
Объем спермия очень мал. Он в 10—12 тыс. раз меньше объема яйцеклетки.
Головка спермия представляет собой пластинку ложечкообразной формы. Рассматривая под микроскопом медленно движущихся спермиев, можно увидеть их вращение вокруг своей продольной оси. Головка спермия поворачивается то широкой стороной, то ребром, отчего заметно «мерцание» спермиев.
Головка спермия представляет примерно одну девятую часть длины его. В головке сосредоточена наследственная информация, тогда как шейка, тело и хвост — двигательный аппарат спермия. Передняя часть головки закруглена, а задняя часть у спермиев быка и барана несколько сужена и резко срезана. В средней и задней части головки расположено ядро, а в передней части имеется особое тельце в виде колпачка — акросома. Она выделяет ферменты, которые при оплодотворении растворяют вязкое вещество лучистого венца яйцеклетки, способствуют проникновению спермиев в яйцеклетку.
Снаружи головка покрыта плотной прозрачной оболочкой — мембраной белкового вещества. Она покрывает также шейку, тело и хвост. Только конечная часть хвоста свободна от оболочки. При длительном хранении спермы оболочка набухает и отслаивается в виде шариков или лоскутков. Такие спермии теряют способность к оплодотворению. Головка с телом соединена шейкой. От основания головки в шейку отходят три тоненьких пучка волоконец (фибрилл), образующих осевую нить. Осевая нить, окруженная двойной спиралью, проходит в теле спермия. Тело спермия представляет собой палочкообразную часть спермия, служит основанием более тонкому хвосту. Хвост состоит из осевой пяти, покрытой тронной спиралью. Конечная часть хвоста не покрыта спиралью и оболочкой. Она состоит из фибрилл осевой нити и имеет вид кисточки.
Движение спермиев. Спермии обладают самостоятельной способностью к движению. Центр движения находится в шейке и теле, поэтому при отрыве головки тело спермия способно к движению, а головка остается неподвижной.
В сперме можно наблюдать три вида движения:
- прямолинейно-поступательное, когда спермии активно перемещаются по прямой, это физиологически нормальное движение;
- манежное движение — вращаются вокруг своей головки или перемещаются по кругу, такая форма движения указывает на повреждение спермия, набухание головки, потерю ложечкообразной формы;
- колебательное движение — изгибается вправо-влево, не передвигаясь вперед.
Движение спермиев осуществляется с помощью хвоста. Он изгибается в одну сторону, а затем быстро выпрямляется. Движение хвоста быстро повторяется, в результате отталкивания его от жидкости спермии продвигается вперед. За 1 с хвост спермия быка при 37° производит 9 ударов. Ложечкообразная форма головки при односторонних движениях хвоста приводит к вращению его вдоль продольной оси. Сочетание ударов хвоста с вращением вокруг продольной оси приводит к поступательному движению спермия, скорость движения спермия довольно большая — 4—6 мм в 1 мин.
Колебательные движения спермиев возникают вследствие замедления энергетических процессов, может наблюдаться в нормальной сперме после долгого ее хранения, при низкой температуре, кислой реакции среды. Подогревание, подщелачивание спермы вызывает восстановление прямолинейного движения.
Нормальные спермии перемещаются против тока жидкости. Эта особенность движения называется реотаксисом. Благодаря реотаксису двигаются в яйцеводе навстречу яйцеклетке. Мертвые, неподвижные уносятся током жидкости.
Спермии имеют отрицательный электрический заряд. Одноименный электрический заряд обеспечивает взаимное отталкивание спермиев, предупреждая их склеивание. Под влиянием электрического заряда спермии располагаются параллельно, что создает определенный порядок в их движении. Снижение электрического заряда ослабляет взаимное отталкивание спермиев, они начинают склеиваться головками или другими частями. Это явление называется агглютинацией.
Агглютинация спермиев возникает при наличии в сперме положительно заряженных ионов или спермиоагглютининов, повышенной кислотности (pH 5—6,4) среды.
Агглютинация может быть обратимой, если спермии склеиваются только головками и сохраняют подвижность хвоста — «звездчатая агглютинация», и необратимой, когда спермии склеиваются друг с другом беспорядочно. Доказано существование спермиоагглютининов в половой сфере самок по отношению к спермиям другого вида животных. Образование спермиоагглютининов, как реакция организма, возникает при парентеральном проникновении белка спермиев в организм, что происходит при многократном и обильном введении спермы в половые пути самок. У молодых самок спермиоагглютининов нет, а у многорожавших они имеются. В естественных условиях у здоровых животных в фолликулярной жидкости и секретах предстательной железы имеются антиагглютинины, которые препятствуют агглютинации и даже восстанавливают нормальное состояние спермиев при звездчатой агглютинации.