Индивидуальная изменчивость быков-производителей (Bos taurus taurus) по устойчивости хроматина спер-матозоидов к криоповреждению

Несмотря на стандартизированные условия содержания животных и единые протоколы замораживания-оттаивания, процесс криоконсервации спермы сопровождается развитием повреждений сперматозоидов, среди которых наибольшее значение имеет фрагментация ядерной ДНК, оказывающая прямое влияние на фертильность. Наблюдаемая межиндивидуальная изменчивость по показателям стабильности хроматина у быков-производителей указывает на наличие устойчивого индивидуального компонента этого признака. В настоящей работе мы впервые установили тесную связь между площадью и радиусом головки сперматозоидов (R2 = 0,988) как потенциального маркера степени конденсации хроматина. Нашей целью было выявление и количественная оценка индивидуальных различий быков-производителей по чувствительности сперматозоидов к криоконсервации, а также определение наиболее информативных показателей, отражающих дестабилизацию ядерной ДНК. Исследования проводили во Всероссийском НИИ племенного дела в 2025 году. Использовали заморожено-оттаянные образцы спермы быков-производителей (Bos taurus taurus) пяти пород (голштинской, симментальской, ярославской, костромской и герефордской), относящихся к молочному, комбинированному и мясному направлениям продуктивности. Всего был исследован 61 бык в возрасте 4-5 лет. Образцы спермы отбирали в течение всех сезонов года. Функциональное состояние сперматозоидов оценивали методом компьютерного анализа спермы с использованием программного обеспечения Argus-CASA (ООО «АргусСофт», Россия). Для каждого образца спермы определяли основные кинематические параметры движения сперматозоидов: среднюю скорость движения головки по усредненной траектории; скорость прямолинейного движения головки; среднюю скорость движения сперматозоидов по реальной траектории; среднее отклонение головки; частоту колебательных усредненных движений; среднюю частоту пересечения криволинейной траекторией движения сперматозоида его усредненной траектории за единицу времени; степень прямолинейности направленного движения сперматозоидов; степень волнистости треков. Сперматозоиды делили на следующие классы по подвижности: прогрессивно подвижные, непрогрессивно подвижные, неподвижные. Для измерения степени повреждения ядерной ДНК сперматозоидов использовали щелочную версию анализа ДНК-комет при pH > 13. Детекцию осуществляли с помощью флуоресцентного микроскопа Nikon Eclipse Ni-U («Nikon», Япония) и системы визуализации микрофотоизображений ProgRessHFcool/CaputerPro 2.8.8 («Jenoptik AG», Германия). Морфометрический анализ головки сперматозоидов включал измерение площади и радиуса, которые рассматривали как количественные характеристики размеров клетки и косвенные индикаторы степени конденсации хроматина. Статистическую обработку проводили с использованием смешанных линейных моделей (случайный эффект «бык»), дискриминантного анализа, регрессионного анализа и внутриклассовых коэффициентов корреляции (ICC). С помощью смешанных линейных моделей мы установили статистически значимое влияние индивидуальных особенностей быков-производителей на целостность ядерной ДНК сперматозоидов после криоконсервации. Показано, что дисперсия случайного эффекта «бык» для показателя содержания ДНК в голове кометы составила 10,22 (p < 0,001), а ICC — 0,33. Следовательно, 33 % общей вариабельности этого признака обусловлено устойчивыми межиндивидуальными различиями, тогда как оставшиеся 67 % приходятся на долю внутрииндивидуальной (межклеточной) изменчивости. Напротив, для интегрального показателя повреждения хроматина (момента хвоста по Оливе) была выявлена крайне низкая дисперсия случайного эффекта (1,04½10-20, p < 0,001) при значениях ICC, близких к нулю, что свидетельствует о низкой дискриминационной способности этого параметра при оценке различий между особями по криорезистентности спермы. Дискриминантный анализ параметров подвижности в группах с низкой, средней и высокой степенью повреждения ДНК показал, что доли прогрессивно подвижных (соответственно 33,36; 33,23 и 33,15 %) и неподвижных сперматозоидов (63,58; 63,50 и 63,28 %) достоверно не различались. Единственным статистически значимым дискриминатором оказалась доля сперматозоидов с непрямолинейным движением, которая монотонно возрастала от 3,06 до 3,57 % (p = 0,005). Каноническая дискриминантная функция практически полностью определялась этой переменной (коэффициент 0,996, корреляция 0,999). Регрессионный анализ выявил тесную линейную взаимосвязь площади и радиуса головки сперматозоидов (R2 = 0,988). Полученные данные обосновывают целесообразность комплексной оценки фрагментации ДНК, непрямолинейной подвижности и морфометрии головки сперматозоидов при разработке критериев криорезистентности спермы и отборе быков.