Salamat sa pagbisita sa Nature.com. Ang bersyon sa browser nga imong gigamit adunay limitado nga suporta sa CSS. Para sa pinakamaayong kasinatian, among girekomendar nga mogamit ka og updated nga browser (o i-disable ang Compatibility Mode sa Internet Explorer). Samtang, aron masiguro ang padayon nga suporta, among i-render ang site nga walay mga style ug JavaScript.
Ang pertilidad sa mga langgam nagdepende sa ilang abilidad sa pagtipig og igong mabuhi nga semilya sulod sa taas nga panahon sa mga sperm storage tubules (SST). Ang eksaktong mekanismo sa pagsulod, pagpuyo, ug pagbiya sa spermatozoa sa SST nagpabilin nga kontrobersyal. Ang semilya sa mga himungaan sa sharkasi nagpakita og taas nga tendensiya sa aglutinasyon, nga nagporma og mga mobile filamentous bundles nga adunay daghang mga selula. Tungod sa kalisud sa pag-obserbar sa paglihok ug pamatasan sa spermatozoa sa usa ka opaque fallopian tube, migamit kami og microfluidic device nga adunay microchannel cross-section nga susama sa spermatozoa aron tun-an ang aglutinasyon ug paglihok sa spermatozoa. Kini nga pagtuon naghisgot kung giunsa pagporma ang mga sperm bundles, kung giunsa kini paglihok, ug ang ilang posible nga papel sa pagpalugway sa sperm residency sa SST. Gisusi namo ang sperm velocity ug rheological behavior kung ang fluid flow namugna sulod sa usa ka microfluidic channel pinaagi sa hydrostatic pressure (flow rate = 33 µm/s). Ang spermatozoa lagmit nga molangoy batok sa sulog (positibo nga rheology) ug ang velocity sa spermatozoon bundle mikunhod pag-ayo kon itandi sa single spermatozoa. Ang mga pungpong sa semilya naobserbahan nga naglihok nga paikot ug nagkataas ang gitas-on ug gibag-on samtang daghang usa ka semilya ang girekrut. Ang mga bugkos sa semilya naobserbahan nga nagkaduol ug nagtapot sa mga kilid sa mga microfluidic channel aron malikayan nga maanod sa katulin sa pag-agos sa pluwido nga > 33 µm/s. Ang mga bugkos sa semilya naobserbahan nga nagkaduol ug nagtapot sa mga kilid sa mga microfluidic channel aron malikayan nga maanod sa katulin sa pag-agos sa pluwido nga > 33 µm/s. Было замечено, что пучки сперматозоидов приближаются и прилипают к боковым стенкам микрофлюитодных каналбожв, сметания со скоростью потока жидкости> 33 мкм / с. Ang mga bugkos sa semilya naobserbahan nga moduol ug motapot sa mga kilid nga bungbong sa microfluidic channels aron malikayan nga maanod sa fluid flow rates nga >33 µm/s.观察到精子束接近并粘附在微流体通道的侧壁上，以避免被流体流速> 33 µm/s。33 µm/s 扫过. Было замечено, что пучки сперматозоидов приближаются и прилипают к боковым стенкам микрожидкостногочижнижала, потоком жидкости со скоростью > 33 мкм/с. Ang mga bugkos sa semilya naobserbahan nga moduol ug motapot sa mga kilid nga bungbong sa microfluidic channel aron malikayan nga maanod sa agos sa pluwido nga >33 µm/s.Ang scanning ug transmission electron microscopy nagbutyag nga ang mga sperm bundles gisuportahan sa daghang dasok nga materyal. Ang datos nga nakuha nagpakita sa talagsaon nga paglihok sa Sharkazi chicken spermatozoa, ingon man ang abilidad sa spermatozoa sa pag-aglutinate ug pagporma og mga mobile bundles, nga nakatampo sa mas maayong pagsabot sa dugay nga pagtipig sa spermatozoa sa SMT.
Aron makab-ot ang pertilisasyon sa mga tawo ug kadaghanan sa mga hayop, ang semilya ug mga itlog kinahanglan nga moabot sa lugar sa pertilisasyon sa husto nga oras. Busa, ang pagminyo kinahanglan mahitabo sa wala pa o sa panahon sa obulasyon. Sa laing bahin, ang pipila ka mga mammal, sama sa mga iro, ingon man mga dili-mammal nga mga espisye, sama sa mga insekto, isda, reptilya, ug mga langgam, nagtipig sa semilya sa ilang mga organo sa pagsanay sulod sa taas nga panahon hangtod nga ang ilang mga itlog andam na alang sa pertilisasyon (asynchronous fertilization 1). Ang mga langgam makahimo sa pagmintinar sa mabuhi nga spermatozoa nga makahimo sa pagpertilisasyon sa mga itlog sulod sa 2-10 ka semana2.
Kini usa ka talagsaon nga bahin nga nagpalahi sa mga langgam gikan sa ubang mga hayop, tungod kay kini naghatag ug taas nga posibilidad sa pertilisasyon human sa usa ka inseminasyon sulod sa pipila ka semana nga walay dungan nga pagminyo ug obulasyon. Ang pangunang organo sa pagtipig sa semilya, nga gitawag ug sperm storage tubule (SST), nahimutang sa internal mucosal folds sa uterovaginal junction. Hangtod karon, ang mga mekanismo diin ang semilya mosulod, mopuyo, ug mogawas sa sperm bank wala pa hingpit nga masabtan. Base sa nangaging mga pagtuon, daghang mga pangagpas ang gipresentar, apan wala’y usa niini ang nakumpirma.
Si Forman4 nag-hypothesize nga ang mga spermatozoa nagpabilin sa ilang puy-anan sa SST cavity pinaagi sa padayon nga oscillatory movement batok sa direksyon sa pag-agos sa pluwido pinaagi sa mga protein channel nga nahimutang sa SST epithelial cells (rheology). Ang ATP nahurot tungod sa kanunay nga flagellar activity nga gikinahanglan aron magpabilin ang sperm sa SST lumen ug ang motility sa kadugayan mokunhod hangtod nga ang sperm madala gikan sa sperm bank pinaagi sa fluid flow ug magsugod sa usa ka bag-ong panaw paubos sa ascending fallopian tube aron mapertilisar ang sperm. Itlog (Forman4). Kini nga modelo sa pagtipig sa sperm gisuportahan sa pag-detect pinaagi sa immunocytochemistry sa aquaporins 2, 3 ug 9 nga anaa sa SST epithelial cells. Hangtod karon, ang mga pagtuon sa rheology sa semilya sa manok ug ang papel niini sa pagtipig sa SST, pagpili sa semilya sa vagina, ug kompetisyon sa semilya kulang pa. Sa mga manok, ang semilya mosulod sa vagina human sa natural nga pag-mating, apan kapin sa 80% sa spermatozoa ang gipagawas gikan sa vagina wala madugay human sa pag-mating. Kini nagsugyot nga ang vagina mao ang pangunang lugar alang sa pagpili sa semilya sa mga langgam. Dugang pa, gitaho nga wala pay 1% sa spermatozoa nga napertilisar sa vagina ang matapos sa SSTs2. Sa artificial insemination sa mga piso sa vagina, ang gidaghanon sa spermatozoa nga makaabot sa SST lagmit nga modaghan 24 oras human sa insemination. Sa pagkakaron, ang mekanismo sa pagpili sa sperm atol niini nga proseso dili pa klaro, ug ang paglihok sa sperm mahimong adunay importante nga papel sa pagsuhop sa sperm sa SST. Tungod sa baga ug dili klaro nga mga bungbong sa fallopian tubes, lisud ang direktang pagmonitor sa paglihok sa sperm sa fallopian tubes sa mga langgam. Busa, kulang kita sa sukaranan nga kahibalo kon giunsa ang pagbalhin sa spermatozoa ngadto sa SST human sa pertilisasyon.
Bag-ohay lang giila ang rheology isip usa ka importanteng butang nga nagkontrol sa transportasyon sa semilya sa kinatawo sa mammal. Base sa abilidad sa motile spermatozoa nga mobalhin nga countercurrent, si Zaferani et al8 migamit og corra microfluidic system aron pasibo nga ihimulag ang motile spermatozoa gikan sa mga sample sa semilya nga natipon. Kini nga klase sa pag-sort sa semilya hinungdanon alang sa medikal nga pagtambal sa pagkabaog ug klinikal nga panukiduki, ug mas gipalabi kaysa tradisyonal nga mga pamaagi nga nagkinahanglan og daghang oras ug trabaho ug mahimong makadaot sa sperm morphology ug structural integrity. Bisan pa, hangtod karon, wala pa'y mga pagtuon nga gihimo sa epekto sa mga secretions gikan sa mga genital organ sa mga manok sa motility sa semilya.
Bisan unsa pa ang mekanismo nga nagmintinar sa semilya nga gitipigan sa SST, daghang mga imbestigador ang nakamatikod nga ang residente nga spermatozoa mag-aglutinate head-to-head sa SST sa mga manok 9, 10, pugo 2, ug pabo 11 aron maporma ang agglutinated sperm bundles. Gisugyot sa mga awtor nga adunay koneksyon tali niining agglutination ug sa dugay nga pagtipig sa spermatozoa sa SST.
Si Tingari ug Lake12 nagtaho og kusog nga kalambigitan tali sa spermatozoa sa glandula nga modawat og sperm sa manok ug nangutana kung ang avian spermatozoa mag-aglutinate ba sa parehas nga paagi sa mammalian spermatozoa. Nagtuo sila nga ang lawom nga koneksyon tali sa sperm sa vas deferens mahimong tungod sa stress nga gipahinabo sa presensya sa daghang gidaghanon sa sperm sa usa ka gamay nga wanang.
Sa pagtimbang-timbang sa kinaiya sa spermatozoa sa bag-ong nagbitay nga mga glass slide, makita ang mga temporaryo nga timailhan sa aglutinasyon, labi na sa mga ngilit sa mga tinulo sa semilya. Bisan pa, ang aglutinasyon kanunay nga nabalda sa paglihok nga nalangkit sa padayon nga paglihok, nga nagpatin-aw sa temporaryo nga kinaiya niini nga panghitabo. Namatikdan usab sa mga tigdukiduki nga sa dihang gidugang ang diluent sa semilya, mitungha ang pinahaba nga "sama sa hilo" nga mga aggregate sa selula.
Ang mga unang pagsulay sa pagsundog sa usa ka spermatozoon gihimo pinaagi sa pagtangtang sa nipis nga alambre gikan sa usa ka nagbitay nga tinulo, nga miresulta sa usa ka pinahaba nga vesicle nga sama sa sperm nga nagtuybo gikan sa tinulo sa semilya. Ang spermatozoa diha-diha dayon nga naglinya sa usa ka parallel nga paagi sulod sa vesicle, apan ang tibuok nga yunit dali nga nawala tungod sa 3D nga limitasyon. Busa, aron tun-an ang aglutinasyon sa spermatozoa, kinahanglan nga obserbahan ang paglihok ug pamatasan sa spermatozoa direkta sa nahimulag nga mga tubule sa pagtipig sa sperm, nga lisud makab-ot. Busa, kinahanglan nga maghimo usa ka instrumento nga nagsundog sa spermatozoa aron suportahan ang mga pagtuon sa paglihok sa sperm ug pamatasan sa aglutinasyon. Gi-report ni Brillard et al13 nga ang aberids nga gitas-on sa mga tubule sa pagtipig sa sperm sa mga hamtong nga piso kay 400–600 µm, apan ang ubang mga SST mahimong hangtod sa 2000 µm. Gibahin nila ni Mero ug Ogasawara14 ang mga seminiferous glands ngadto sa gipadako ug wala gipadako nga mga sperm storage tubules, nga pareho ang gitas-on (~500 µm) ug gilapdon sa liog (~38 µm), apan ang aberids nga lumen diameter sa mga tubules kay 56.6 ug 56.6 µm. . , matag usa 11.2 μm, matag usa. Sa kasamtangang pagtuon, migamit kami og microfluidic device nga adunay gidak-on sa channel nga 200 µm × 20 µm (W × H), kansang cross section medyo duol sa gipadako nga SST. Dugang pa, among gisusi ang paglihok sa sperm ug ang pamatasan sa agglutination sa nagaagay nga pluwido, nga nahiuyon sa hypothesis ni Foreman nga ang pluwido nga gihimo sa mga SST epithelial cells nagpugong sa sperm sa lumen sa usa ka countercurrent (rheological) nga direksyon.
Ang tumong niini nga pagtuon mao ang pagsulbad sa mga problema sa pag-obserbar sa paglihok sa spermatozoa sa fallopian tube ug paglikay sa mga kalisud sa pagtuon sa rheology ug pamatasan sa spermatozoa sa usa ka dinamikong palibot. Gigamit ang usa ka microfluidic device nga nagmugna og hydrostatic pressure aron ma-simulate ang paglihok sa sperm sa mga kinatawo sa usa ka manok.
Sa dihang ang usa ka tulo sa diluted sperm sample (1:40) gisulod sa microchannel device, duha ka klase sa sperm motility ang mailhan (isolated sperm ug bound sperm). Dugang pa, ang spermatozoa lagmit molangoy batok sa sulog (positive rheology; video 1, 2). Bisan tuod ang mga sperm bundles adunay mas ubos nga velocity kay sa lonesome sperm (p < 0.001), kini nagdugang sa porsyento sa sperm nga nagpakita og positibo nga rheotaxis (p < 0.001; Table 2). Bisan tuod ang mga sperm bundles adunay mas ubos nga velocity kay sa lonesome sperm (p < 0.001), kini nagdugang sa porsyento sa sperm nga nagpakita og positibo nga rheotaxis (p < 0.001; Table 2). Хотя пучки сперматозоидов имели более низкую скорость, чем у одиночных сперматозоидов (p < 0,001), оливацулив сперматозоидов, демонстрирующих положительный реотаксис (p < 0,001; таблица 2). Bisan tuod ang mga bugkos sa spermatozoa adunay mas ubos nga katulin kaysa sa usa ka spermatozoa (p < 0.001), kini nagdugang sa porsyento sa spermatozoa nga nagpakita sa positibo nga rheotaxis (p < 0.001; Talaan 2).尽管精子束的速度低于孤独精子的速度（p < 0.001），但它们增加了显示阳性流变性的精子百分比（p < 0.001；表2）。尽管 精子束 的 速度 低于 孤独 的 速度 （p <0.001） ， 但 增加 了 显示 阳性 流性 流性百分比 （p <0.001 ； 2。。。。。））））） Хотя скорость пучков сперматозоидов была ниже, чем у одиночных сперматозоидов (p < 0,001), они увеличирд ит с положительной реологией (p < 0,001; таблица 2). Bisan tuod ang gikusgon sa mga bugkos sa semilya mas ubos kay sa usa ka spermatozoa (p < 0.001), ilang gipataas ang porsyento sa spermatozoa nga adunay positibo nga rheology (p < 0.001; Table 2).Ang positibo nga rheology para sa single spermatozoa ug tufts gibanabana nga gibana-bana nga 53% ug 85%, matag usa.
Naobserbahan nga ang spermatozoa sa mga manok nga sharkasi human dayon sa pag-ejaculate nagporma og linear bundles, nga gilangkoban sa dose-dosenang mga indibidwal. Kini nga mga tufts motaas ang gitas-on ug gibag-on sa paglabay sa panahon ug mahimong magpabilin sa vitro sulod sa pipila ka oras sa dili pa mawala (video 3). Kini nga mga filamentous bundles porma sama sa echidna spermatozoa nga naporma sa tumoy sa epididymis. Ang semilya sa manok nga Sharkashi nakit-an nga adunay taas nga tendensya nga mag-aglutinate ug magporma og reticulate bundle sa wala pay usa ka minuto human sa pagkolekta. Kini nga mga sinag dinamiko ug makahimo sa pagtapot sa bisan unsang duol nga mga bungbong o static nga mga butang. Bisan kung ang mga sperm bundles nagpamenos sa katulin sa mga selula sa sperm, klaro nga sa macroscopic nga paagi kini nagdugang sa ilang linearity. Ang gitas-on sa mga bundle managlahi depende sa gidaghanon sa sperm nga nakolekta sa mga bundle. Duha ka bahin sa bundle ang gilain: ang inisyal nga bahin, lakip ang libre nga ulo sa agglutinated sperm, ug ang terminal nga bahin, lakip ang ikog ug ang tibuuk nga distal nga tumoy sa sperm. Gamit ang high-speed camera (950 fps), ang mga gawasnon nga ulo sa agglutinated spermatozoa naobserbahan sa inisyal nga bahin sa bundle, nga responsable sa paglihok sa bundle tungod sa ilang oscillatory motion, nga nagguyod sa mga nahabilin ngadto sa bundle nga adunay helical motion (Video 4). Bisan pa, sa taas nga mga tuft, naobserbahan nga ang pipila ka gawasnon nga ulo sa sperm nagtapot sa lawas ug ang terminal nga bahin sa tuft nagsilbing mga vane aron makatabang sa pagduso sa tuft.
Samtang anaa sa hinay nga pag-agos sa pluwido, ang mga bugkos sa semilya molihok nga parallel sa usag usa, bisan pa, magsugod sila sa pagsapaw ug pagtapot sa tanan nga wala’y lihok, aron dili maanod sa agos sa kuryente samtang mokusog ang pag-agos. Ang mga bugkos maporma kung ang pipila ka mga selula sa semilya magkaduol sa usag usa, magsugod sila sa paglihok nga dungan ug maglibot sa usag usa, ug dayon motapot sa usa ka lagkit nga substansiya. Ang mga Hulagway 1 ug 2 nagpakita kung giunsa ang semilya magkaduol sa usag usa, nga nagporma og usa ka sumpay samtang ang mga ikog maglibot sa usag usa.
Gigamit sa mga tigdukiduki ang hydrostatic pressure aron makamugna og pag-agos sa pluwido sa usa ka microchannel aron tun-an ang rheology sa sperm. Usa ka microchannel nga may gidak-on nga 200 µm × 20 µm (W × H) ug gitas-on nga 3.6 µm ang gigamit. Gamita ang mga microchannel taliwala sa mga sudlanan nga adunay mga syringe nga gibutang sa mga tumoy. Gigamit ang food coloring aron mas makita ang mga kanal.
Ihigot ang mga kable sa interconnect ug mga aksesorya sa dingding. Ang video gikuha gamit ang phase contrast microscope. Sa matag imahe, gipakita ang phase contrast microscopy ug mga imahe sa mapping. (A) Ang koneksyon tali sa duha ka sapa mosukol sa pag-agos tungod sa helical motion (pula nga pana). (B) Ang koneksyon tali sa tube bundle ug sa channel wall (pula nga mga pana), sa samang higayon kini konektado sa duha pa ka bundle (dilaw nga mga pana). (C) Ang mga sperm bundle sa microfluidic channel magsugod sa pagkonektar sa usag usa (pula nga mga pana), nga nagporma og mesh sa mga sperm bundle. (D) Pagporma sa usa ka network sa mga sperm bundle.
Sa dihang ang usa ka tulo sa lasaw nga semilya gikarga ngadto sa microfluidic device ug usa ka pag-agos ang nahimo, ang sperm beam naobserbahan nga naglihok batok sa direksyon sa pag-agos. Ang mga bugkos hugot nga mohaom sa mga bungbong sa mga microchannel, ug ang libre nga mga ulo sa inisyal nga bahin sa mga bugkos hugot nga mohaom niini (video 5). Motapot usab kini sa bisan unsang nagbarog nga mga partikulo sa ilang agianan, sama sa mga debris, aron dili maanod sa sulog. Sa paglabay sa panahon, kini nga mga tuft mahimong taas nga mga filament nga nagdakop sa ubang single spermatozoa ug mas mubo nga mga tuft (Video 6). Samtang ang pag-agos magsugod sa paghinay, ang taas nga mga linya sa semilya magsugod sa pagporma og usa ka network sa mga linya sa semilya (Video 7; Figure 2).
Sa taas nga tulin sa pag-agos (V > 33 µm/s), ang mga paglihok sa spiral sa mga hilo modaghan isip usa ka pagsulay sa pagdakop sa daghang indibidwal nga mga bugkos sa semilya nga nagporma aron mas makasukol sa kusog sa pag-anod sa agos. Sa taas nga tulin sa pag-agos (V > 33 µm/s), ang mga paglihok sa spiral sa mga hilo modaghan isip usa ka pagsulay sa pagdakop sa daghang indibidwal nga mga bugkos sa semilya nga nagporma aron mas makasukol sa kusog sa pag-anod sa agos. При высокой скорости потока (V > 33 мкм/с) спиралевидные движения нитей усиливаются, поскольку они пытаются понмтся отдельных сперматозоидов, образующих пучки, которые лучше противостоят дрейфующей силе потока. Sa taas nga gikusgon sa pag-agos (V > 33 µm/s), ang helical nga paglihok sa mga hilo modaghan samtang kini mosulay sa pagdakop sa daghang indibidwal nga spermatozoa nga moporma og mga pungpong nga mas makasugakod sa puwersa sa pag-anod sa agos.在高流速(V > 33 µm/s)时，螺纹的螺旋运动增加，以试图捕捉许多形成束的单个精子，从而更好地抵抗的好地抵抗的单个精子。在 高 流速 (v> 33 µm/s) 时 ， 的 螺旋 运动 增加 ， 以 试图 许多 形成 束 单 个 ，地 抵抗 的 漂移力 . . . . . . При высоких скоростях потока (V > 33 мкм/с) спиральное движение нитей увеличивается в попытке захватидть множествльт сперматозоидов, образующих пучки, чтобы лучше сопротивляться силам дрейфа потока. Sa taas nga flow rates (V > 33 µm/s), ang helical movement sa mga filament motaas sa pagsulay sa pagdakop sa daghang indibidwal nga spermatozoa nga moporma og mga bundle aron mas makasukol sa drift forces sa flow.Gisulayan usab nila nga idugtong ang mga microchannel sa mga kilid sa dingding.
Ang mga bugkos sa semilya giila nga mga pungpong sa mga ulo sa semilya ug nagkulot nga mga ikog gamit ang light microscopy (LM). Ang mga bugkos sa semilya nga adunay lainlaing mga aggregate giila usab nga mga twisted head ug flagellar aggregate, daghang nag-fuse nga mga ikog sa semilya, mga ulo sa semilya nga gilakip sa usa ka ikog, ug mga ulo sa semilya nga adunay bent nuclei isip daghang nag-fuse nga mga nuclei. transmission electron microscopy (TEM). Ang scanning electron microscopy (SEM) nagpakita nga ang mga bugkos sa semilya mga giputos nga aggregate sa mga ulo sa semilya ug ang mga aggregate sa semilya nagpakita usa ka gilakip nga network sa giputos nga mga ikog.
Ang morphology ug ultrastructure sa spermatozoa, ang pagkaporma sa mga spermatozoa bundles gitun-an gamit ang light microscopy (half section), scanning electron microscopy (SEM) ug transmission electron microscopy (TEM), ang mga sperm smears gitinahan og acridine orange ug gisusi gamit ang epifluorescence microscopy.
Ang pagtina sa sperm smear gamit ang acridine orange (Fig. 3B) nagpakita nga ang mga ulo sa sperm nagtapot ug natabunan sa secretory material, nga misangpot sa pagporma sa dagkong mga tuft (Fig. 3D). Ang mga sperm bundles gilangkoban sa mga sperm aggregates nga adunay network sa mga ikog nga nagtapot (Fig. 4A-C). Ang mga sperm bundles gilangkoban sa mga ikog sa daghang spermatozoa nga nagtapot (Fig. 4D). Ang mga sekreto (Fig. 4E,F) mitabon sa mga ulo sa mga spermatozoa bundles.
Pagporma sa spermatozoa bundle Gamit ang phase contrast microscopy ug sperm smears nga gipintalan og acridine orange, gipakita nga ang mga ulo sa spermatozoa nagtapot. (A) Ang sayo nga pagporma sa sperm tuft nagsugod sa usa ka sperm (puti nga lingin) ug tulo ka sperm (dilaw nga lingin), diin ang spiral nagsugod sa ikog ug natapos sa ulo. (B) Photomicrograph sa usa ka sperm smear nga gipintalan og acridine orange nga nagpakita sa nagdikit nga mga ulo sa sperm (mga pana). Ang discharge nagtabon sa ulo(mga ulo). Magnification × 1000. (C) Pag-uswag sa usa ka dako nga beam nga gidala sa agos sa usa ka microfluidic channel (gamit ang usa ka high speed camera sa 950 fps). (D) Micrograph sa usa ka sperm smear nga gipintalan og acridine orange nga nagpakita sa dagkong mga tuft (mga pana). Magnification: ×200.
Usa ka scanning electron micrograph sa usa ka sperm beam ug usa ka sperm smear nga gipintalan og acridine orange. Ang (A, B, D, E) mga digital color scanning electron micrograph sa spermatozoa, ug ang C ug F mga micrograph sa acridine orange stained sperm smears nga nagpakita sa pagkabit sa daghang spermatozoa nga nagputos sa caudal web. (AC) Ang mga sperm aggregate gipakita isip usa ka network sa gilakip nga mga ikog (mga pana). (D) Pagdikit sa daghang spermatozoa (nga adunay adhesive substance, pink outline, pana) nga nagputos sa palibot sa ikog. (E ug F) Mga sperm head aggregate (mga pointer) nga gitabonan og adhesive material (mga pointer). Ang spermatozoa nagporma og mga pungpong nga adunay daghang vortex-like nga mga istruktura (F). (C) ×400 ug (F) ×200 nga mga magnification.
Gamit ang transmission electron microscopy, among nakita nga ang mga sperm bundle adunay mga ikog nga gilakip (Fig. 6A, C), mga ulo nga gilakip sa mga ikog (Fig. 6B), o mga ulo nga gilakip sa mga ikog (Fig. 6D). Ang mga ulo sa spermatozoa sa bundle kurbado, nga makita sa ikaduhang seksyon sa nukleyar nga mga rehiyon (Fig. 6D). Sa incision bundle, ang spermatozoa adunay baliko nga ulo nga adunay duha ka nukleyar nga rehiyon ug daghang mga rehiyon sa flagellar (Fig. 5A).
Digital nga kolor nga electron micrograph nga nagpakita sa nagkonektar nga mga ikog sa sperm bundle ug sa agglutinating material nga nagkonektar sa mga ulo sa sperm. (A) Nakadikit nga ikog sa daghang spermatozoa. Matikdi kon unsa ang hitsura sa ikog sa parehong portrait (pana) ug landscape (pana) nga mga projection. (B) Ang ulo (pana) sa sperm konektado sa ikog (pana). (C) Daghang mga ikog sa sperm (mga pana) ang gilakip. (D) Ang agglutination material (AS, asul) nagkonektar sa upat ka ulo sa sperm (purpura).
Gigamit ang scanning electron microscopy aron makit-an ang mga ulo sa semilya sa mga bugkos sa semilya nga natabunan sa mga secretion o membrane (Figure 6B), nga nagpakita nga ang mga bugkos sa semilya giangkla sa extracellular nga materyal. Ang agglutinated nga materyal gikonsentrar sa ulo sa semilya (sama sa ulo sa jellyfish nga asembliya; Fig. 5B) ug midako sa distal, nga naghatag usa ka hayag nga dalag nga panagway ubos sa fluorescence microscopy kung gitinahan gamit ang acridine orange (Fig. 6C). Kini nga substansiya klaro nga makita ubos sa scanning microscope ug giisip nga usa ka binder. Ang semi-thin nga mga seksyon (Fig. 5C) ug mga sperm smear nga gitinahan gamit ang acridine orange nagpakita sa mga bugkos sa semilya nga adunay mga ulo nga puno sa siksik ug mga kulot nga ikog (Fig. 5D).
Nagkalain-laing mga photomicrograph nga nagpakita sa pagtipon sa mga ulo sa semilya ug gipilo nga mga ikog gamit ang nagkalain-laing mga pamaagi. (A) Cross-sectional digital color transmission electron micrograph sa usa ka sperm bundle nga nagpakita sa usa ka naglikoliko nga ulo sa semilya nga adunay duha ka bahin nga nucleus (asul) ug daghang mga bahin sa flagellar (berde). (B) Digital color scanning electron micrograph nga nagpakita sa usa ka pungpong sa mga ulo sa semilya nga sama sa jellyfish (mga pana) nga daw natabunan. (C) Semi-thin nga seksyon nga nagpakita sa nagtipon nga mga ulo sa semilya (mga pana) ug nagkulot nga mga ikog (mga pana). (D) Micrograph sa usa ka sperm smear nga gitinahan og acridine orange nga nagpakita sa nagtipon nga mga ulo sa semilya (mga pana) ug nagkulot nga nagdikit nga mga ikog (mga pana). Timan-i nga ang usa ka sticky substance (S) nagtabon sa ulo sa spermatozoon. (D) × 1000 magnification.
Gamit ang transmission electron microscopy (Fig. 7A), namatikdan usab nga ang mga ulo sa semilya naglikoliko ug ang mga nuclei adunay porma nga spiral, sama sa gikumpirma sa mga sperm smears nga gitinahan og acridine orange ug gisusi gamit ang fluorescence microscopy (Fig. 7B).
(A) Digital color transmission electron micrograph ug (B) Acridine orange stained sperm smear nga nagpakita sa naglikoliko nga mga ulo ug pagtapot sa mga ulo ug ikog sa semilya (mga pana). (B) × 1000 nga pagpadako.
Usa ka makapainteres nga nadiskobrehan mao nga ang semilya ni Sharkazi magtapok aron maporma ang mga mobile filamentous bundles. Ang mga kabtangan niining mga bundle nagtugot kanato nga masabtan ang ilang posibleng papel sa pagsuhop ug pagtipig sa spermatozoa sa SST.
Human sa pag-upa, ang semilya mosulod sa puwerta ug moagi sa usa ka grabe nga proseso sa pagpili, nga moresulta sa limitado lamang nga gidaghanon sa semilya nga mosulod sa SST15,16. Hangtod karon, ang mga mekanismo kung giunsa pagsulod ug paggawas sa semilya sa SST dili pa klaro. Sa mga manok, ang mga spermatozoa gitipigan sa SST sulod sa taas nga panahon nga 2 hangtod 10 ka semana, depende sa espisye6. Nagpabilin ang kontrobersiya bahin sa kondisyon sa semilya atol sa pagtipig sa SST. Naglihok ba sila o nagpahulay? Sa ato pa, giunsa pagpadayon sa mga selula sa semilya ang ilang posisyon sa SST sa dugay nga panahon?
Gisugyot ni Forman4 nga ang pagpuyo ug pagpagawas sa SST mahimong ipasabut sa mga termino sa paglihok sa semilya. Ang mga tagsulat nag-hypothesize nga ang semilya nagpabilin sa ilang posisyon pinaagi sa paglangoy batok sa pag-agos sa pluwido nga gihimo sa SST epithelium ug nga ang semilya gipagawas gikan sa SST kung ang ilang katulin mahulog sa ubos sa punto diin sila magsugod sa paglihok paatras tungod sa kakulang sa enerhiya. Gikumpirma ni Zaniboni5 ang presensya sa mga aquaporins 2, 3, ug 9 sa apical nga bahin sa mga SST epithelial cells, nga mahimong dili direkta nga mosuporta sa modelo sa pagtipig sa semilya ni Foreman. Sa kasamtangan nga pagtuon, among nakita nga hapit katunga sa spermatozoa ni Sharkashi nagpakita og positibo nga rheology sa nagaagay nga pluwido, ug nga ang mga agglutinated sperm bundles nagdugang sa gidaghanon sa spermatozoa nga nagpakita og positibo nga rheology, bisan kung ang agglutination nagpahinay niini. Giunsa ang pagbiyahe sa mga sperm cell pataas sa fallopian tube sa langgam ngadto sa lugar sa pertilisasyon wala pa hingpit nga masabtan. Sa mga mammal, ang follicular fluid chemoattract spermatozoa. Bisan pa, ang mga chemoattractant gituohan nga nagdirekta sa spermatozoa sa pagduol sa lagyong mga distansya7. Busa, ang ubang mga mekanismo ang responsable sa transportasyon sa semilya. Ang abilidad sa semilya sa pag-orient ug pag-agos batok sa pluwido sa fallopian tube nga gipagawas pagkahuman sa pagminyo gitaho nga usa ka hinungdanon nga hinungdan sa pag-target sa semilya sa mga ilaga. Gisugyot ni Parker 17 nga ang spermatozoa motabok sa mga oviduct pinaagi sa paglangoy batok sa ciliary current sa mga langgam ug mga reptilya. Bisan kung wala pa kini napamatud-an sa eksperimento sa mga langgam, si Adolphi18 ang una nga nakakaplag nga ang semilya sa langgam naghatag positibo nga mga resulta kung ang usa ka nipis nga layer sa likido taliwala sa usa ka coverslip ug slide gihimo gamit ang usa ka strip sa filter paper. Rheology. Si Hino ug Yanagimachi [19] nagbutang usa ka mouse ovary-tubal-uterine complex sa usa ka perfusion ring ug nag-inject og 1 µl nga tinta sa isthmus aron mahanduraw ang pag-agos sa pluwido sa mga fallopian tube. Nakamatikod sila usa ka aktibo nga paglihok sa pagkontrata ug pagpahayahay sa fallopian tube, diin ang tanan nga mga bola sa tinta padayon nga naglihok padulong sa ampulla sa fallopian tube. Gipasiugda sa mga tagsulat ang kamahinungdanon sa pag-agos sa pluwido sa tubal gikan sa ubos ngadto sa taas nga fallopian tubes alang sa pag-alsa sa semilya ug pag-fertilize. Gitaho ni Brillard20 nga sa mga manok ug pabo, ang mga spermatozoa mobalhin pinaagi sa aktibong paglihok gikan sa entrada sa vagina, diin kini gitipigan, ngadto sa utero-vaginal junction, diin kini gitipigan. Bisan pa, kini nga paglihok dili kinahanglan tali sa uterovaginal junction ug infundibulum tungod kay ang spermatozoa gidala pinaagi sa passive displacement. Nahibal-an kini nga mga naunang rekomendasyon ug ang mga resulta nga nakuha sa kasamtangang pagtuon, mahimong hunahunaon nga ang abilidad sa spermatozoa nga molihok pataas (rheology) usa sa mga kabtangan diin gibase ang proseso sa pagpili. Kini ang nagtino sa pag-agi sa spermatozoa agi sa vagina ug ang ilang pagsulod sa CCT alang sa pagtipig. Sama sa gisugyot ni Forman4, mahimo usab kini nga mapadali ang proseso sa pagsulod sa sperm sa SST ug sa puy-anan niini sulod sa usa ka yugto sa panahon ug dayon mogawas kung ang ilang tulin magsugod sa paghinay.
Sa laing bahin, gisugyot nila ni Matsuzaki ug Sasanami 21 nga ang spermatozoa sa langgam moagi sa mga pagbag-o sa paglihok gikan sa dormancy ngadto sa paglihok sa mga reproductive tract sa lalaki ug babaye. Ang pagpugong sa resident sperm motility sa SST gisugyot aron ipasabut ang taas nga oras sa pagtipig sa sperm ug dayon ang pagbag-o human mobiya sa SST. Ubos sa mga kondisyon sa hypoxic, si Matsuzaki et al. 1 nagtaho sa taas nga produksiyon ug pagpagawas sa lactate sa SST, nga mahimong mosangpot sa pagpugong sa resident sperm motility. Niini nga kaso, ang kamahinungdanon sa sperm rheology makita sa pagpili ug pagsuhop sa spermatozoa, ug dili sa ilang pagtipig.
Ang sumbanan sa pag-aglutinasyon sa semilya giisip nga usa ka makatarunganon nga katin-awan alang sa taas nga panahon sa pagtipig sa semilya sa SST, tungod kay kini usa ka komon nga sumbanan sa pagpabilin sa semilya sa mga manok2,22,23. Naobserbahan ni Bakst et al. 2 nga kadaghanan sa mga spermatozoa nagtapot sa usag usa, nga nagporma og mga fascicular aggregate, ug ang usa ka spermatozoa talagsa ra makit-an sa pugo nga CCM. Sa laing bahin, si Wen et al. 24 nakamatikod og mas daghang nagkatag nga spermatozoa ug mas gamay nga mga tuft sa spermatozoa sa SST lumen sa mga manok. Base sa kini nga mga obserbasyon, mahimong hunahunaon nga ang posibilidad sa pag-aglutinasyon sa semilya managlahi tali sa mga langgam ug tali sa spermatozoa sa parehas nga ejaculate. Dugang pa, gisugyot ni Van Krey et al. 9 nga ang random dissociation sa agglutinated spermatozoa ang responsable sa hinay-hinay nga pagsulod sa spermatozoa sa lumen sa fallopian tube. Sumala niini nga hypothesis, ang spermatozoa nga adunay mas ubos nga kapasidad sa pag-aglutinasyon kinahanglan nga ipagawas una gikan sa SST. Niini nga konteksto, ang abilidad sa spermatozoa sa pag-aglutinate mahimong usa ka butang nga makaimpluwensya sa resulta sa kompetisyon sa sperm sa mga hugaw nga langgam. Dugang pa, kon mas dugay nga magbulag ang aglutinated sperm, mas dugay nga mapadayon ang pertilidad.
Bisan tuod naobserbahan na sa daghang mga pagtuon ang pag-ipon ug pag-ipon sa sperm ngadto sa mga bundle, wala kini gihulagway sa detalye tungod sa pagkakomplikado sa ilang kinematic observation sulod sa SST. Daghang mga pagsulay ang gihimo aron tun-an ang sperm agglutination in vitro. Naobserbahan ang halapad apan temporaryo nga pag-ipon sa dihang gikuha ang nipis nga alambre gikan sa nagbitay nga tinulo sa liso. Kini misangpot sa kamatuoran nga ang usa ka pinahaba nga bula migawas gikan sa tinulo, nga nagsundog sa seminal gland. Tungod sa mga limitasyon sa 3D ug mubo nga oras sa pagpauga sa drip, ang tibuok bloke dali nga naguba9. Sa kasamtangang pagtuon, gamit ang mga manok sa Sharkashi ug microfluidic chips, among nahulagway kung giunsa kini nga mga tuft naporma ug kung giunsa kini paglihok. Ang mga sperm bundle naporma dayon pagkahuman sa pagkolekta sa semilya ug nakit-an nga naglihok sa usa ka spiral, nga nagpakita sa positibo nga rheology kung naa sa agos. Dugang pa, kung tan-awon sa macroscopically, ang mga sperm bundle naobserbahan nga nagdugang sa linearity sa motility kung itandi sa nahimulag nga spermatozoa. Kini nagsugyot nga ang aglutinasyon sa semilya mahimong mahitabo sa dili pa ang pagsulod sa SST ug nga ang produksiyon sa semilya dili limitado sa gamay nga lugar tungod sa stress sama sa gisugyot kaniadto (Tingari ug Lake12). Atol sa pagporma sa tuft, ang spermatozoa molangoy nga dungan hangtod nga maporma sila og junction, dayon ang ilang mga ikog molibot sa usag usa ug ang ulo sa spermatozoon magpabilin nga gawasnon, apan ang ikog ug distal nga bahin sa spermatozoon motapot sa usa ka sticky substance. Busa, ang gawasnon nga ulo sa ligament mao ang responsable sa paglihok, nga nagguyod sa nahabilin nga ligament. Ang scanning electron microscopy sa mga sperm bundles nagpakita sa gilakip nga mga ulo sa semilya nga natabunan sa daghang sticky nga materyal, nga nagsugyot nga ang mga ulo sa semilya gilakip sa mga resting bundles, nga mahimong nahitabo pagkahuman nakaabot sa storage site (SST).
Kon ang usa ka sperm smear butangan og acridine orange, ang extracellular adhesive material sa palibot sa mga sperm cell makita ubos sa fluorescent microscope. Kini nga substansiya nagtugot sa mga sperm bundles nga motapot ug motapot sa bisan unsang palibot nga mga nawong o mga partikulo aron dili kini maanod uban sa palibot nga agos. Busa, ang among mga obserbasyon nagpakita sa papel sa pagtapot sa spermatozoa sa porma sa mga mobile bundles. Ang ilang abilidad sa paglangoy batok sa sulog ug pagtapot sa duol nga mga nawong nagtugot sa sperm nga magpabilin og dugay sa SST.
Gigamit ni Rothschild25 ang usa ka hemocytometry camera aron tun-an ang naglutaw nga distribusyon sa semilya sa baka sa usa ka tulo sa suspension, nga nagkuha og mga photomicrograph pinaagi sa usa ka camera nga adunay bertikal ug pinahigda nga optical axis sa mikroskopyo. Ang mga resulta nagpakita nga ang spermatozoa nadani sa ibabaw sa chamber. Gisugyot sa mga tagsulat nga mahimong adunay hydrodynamic interactions tali sa sperm ug sa ibabaw. Kung tagdon kini, uban sa abilidad sa semilya sa piso sa Sharkashi sa pagporma og sticky tufts, mahimo kini nga madugangan ang posibilidad nga ang semilya motapot sa bungbong sa SST ug tipigan sa dugay nga panahon.
Gitaho nila ni Bccetti ug Afzeliu26 nga ang glycocalyx sa semilya gikinahanglan alang sa pag-ila ug aglutinasyon sa gamete. Naobserbahan ni Forman10 nga ang hydrolysis sa α-glycosidic bonds sa glycoprotein-glycolipid coatings pinaagi sa pagtambal sa semilya sa langgam gamit ang neuraminidase miresulta sa pagkunhod sa fertility nga wala makaapekto sa paglihok sa semilya. Gisugyot sa mga tagsulat nga ang epekto sa neuraminidase sa glycocalyx makadaot sa sperm sequestration sa utero-vaginal junction, sa ingon nagpamenos sa fertility. Ang ilang mga obserbasyon dili mahimong ibaliwala ang posibilidad nga ang pagtambal sa neuraminidase mahimong makapamenos sa pag-ila sa semilya ug oocyte. Nakaplagan nila ni Forman ug Engel10 nga ang fertility mikunhod sa dihang ang mga himungaan gipa-inseminate intravaginally gamit ang semilya nga gitambalan og neuraminidase. Bisan pa, ang IVF nga adunay sperm nga gitambalan og neuraminidase wala makaapekto sa fertility kon itandi sa mga manok nga kontrol. Ang mga awtor mihinapos nga ang mga pagbag-o sa glycoprotein-glycolipid coating palibot sa sperm membrane nakapakunhod sa abilidad sa sperm sa pag-fertilize pinaagi sa pagdaot sa sequestration sa sperm sa utero-vaginal junction, nga sa baylo nagdugang sa pagkawala sa sperm tungod sa katulin sa utero-vaginal junction, apan wala makaapekto sa pag-ila sa sperm ug itlog.
Sa mga pabo, si Bakst ug Bauchan 11 nakakita og gagmay nga mga vesicle ug mga tipik sa lamad sa lumen sa SST ug nakamatikod nga ang pipila niini nga mga granule naghiusa sa lamad sa sperm. Gisugyot sa mga tagsulat nga kini nga mga relasyon mahimong makatampo sa dugay nga pagtipig sa spermatozoa sa SST. Bisan pa, wala gipiho sa mga tigdukiduki ang gigikanan niini nga mga partikulo, kung kini gipagawas sa mga CCT epithelial cells, gihimo ug gipagawas sa sistema sa pagsanay sa lalaki, o gihimo sa sperm mismo. Usab, kini nga mga partikulo ang responsable sa agglutination. Gi-report ni Grützner et al27 nga ang mga epididymal epithelial cells nagpatungha ug nagpagawas sa usa ka piho nga protina nga gikinahanglan alang sa pagporma sa single-pore seminal tracts. Gi-report usab sa mga tagsulat nga ang pagkatibulaag niini nga mga bundle nagdepende sa interaksyon sa mga epididymal protein. Nakaplagan ni Nixon et al28 nga ang adnexa nagpagawas sa usa ka protina, ang acidic cysteine-rich osteonectin; Ang SPARC nalambigit sa pagporma sa mga sperm tufts sa mga short-beaked echidnas ug platypuses. Ang pagkatibulaag niining mga silaw nalangkit sa pagkawala niining protina.
Sa kasamtangang pagtuon, ang ultrastructural analysis gamit ang electron microscopy nagpakita nga ang spermatozoa mipilit sa daghang dasok nga materyal. Kini nga mga substansiya gituohan nga responsable sa aglutinasyon nga nag-condense taliwala ug palibot sa mga nagpilit nga ulo, apan sa mas ubos nga konsentrasyon sa rehiyon sa ikog. Nagtuo kami nga kini nga aglutinating substance gipagawas gikan sa sistema sa pagsanay sa lalaki (epididymis o vas deferens) uban sa semilya, tungod kay kanunay natong makita ang semilya nga nagbulag gikan sa lymph ug seminal plasma atol sa ejaculation. Gikataho nga samtang ang avian spermatozoa moagi sa epididymis ug vas deferens, sila moagi sa mga pagbag-o nga may kalabutan sa pagkahinog nga nagsuporta sa ilang abilidad sa paggapos sa mga protina ug pag-angkon sa plasma lemma-associated glycoproteins. Ang pagpadayon niini nga mga protina sa mga lamad sa sperm sa SST nagsugyot nga kini nga mga protina mahimong makaimpluwensya sa pag-angkon sa kalig-on sa lamad sa sperm 30 ug pagtino sa ilang fertility 31. Si Ahammad et al32 nagtaho nga ang spermatozoa nga nakuha gikan sa lain-laing parte sa sistema sa pagsanay sa lalaki (gikan sa testes ngadto sa distal vas deferens) nagpakita og progresibong pagtaas sa viability ubos sa mga kondisyon sa pagtipig og likido, bisan unsa pa ang temperatura sa pagtipig, ug ang viability sa mga manok motaas usab sa fallopian tubes human sa artificial insemination.
Ang mga tuft sa semilya sa manok nga Sharkashi adunay lain-laing mga kinaiya ug gimbuhaton kay sa ubang mga espisye sama sa echidnas, platypuses, wood mice, deer rats, ug guinea pig. Sa mga manok nga Sharkasi, ang pagkaporma sa mga bugkos sa spermatozoa nakakunhod sa ilang katulin sa paglangoy kon itandi sa usa ka spermatozoa. Bisan pa, kini nga mga bugkos nagdugang sa porsyento sa rheologically positive spermatozoa ug nagdugang sa abilidad sa spermatozoa sa pagpalig-on sa ilang kaugalingon sa usa ka dinamikong palibot. Busa, ang among mga resulta nagpamatuod sa miaging sugyot nga ang aglutinasyon sa semilya sa SST nalangkit sa dugay nga pagtipig sa semilya. Nagtuo usab kami nga ang posibilidad sa semilya sa pagporma og mga tuft mahimong makontrol ang rate sa pagkawala sa semilya sa SST, nga mahimong makausab sa resulta sa kompetisyon sa semilya. Sumala niini nga pangagpas, ang spermatozoa nga adunay ubos nga kapasidad sa aglutinasyon nagpagawas una sa SST, samtang ang spermatozoa nga adunay taas nga kapasidad sa aglutinasyon nagpatungha sa kadaghanan sa mga anak. Ang pagkaporma sa mga single-pore sperm bundles mapuslanon ug makaapekto sa ratio sa ginikanan-anak, apan naggamit ug lahi nga mekanismo. Sa mga echidna ug platypus, ang spermatozoa gihan-ay nga parallel sa usag usa aron madugangan ang katulin sa pag-abante sa silaw. Ang mga pungpong sa echidna molihok mga tulo ka pilo nga mas paspas kaysa sa usa ka spermatozoa. Gituohan nga ang pagporma sa ingon nga mga tuft sa sperm sa echidna usa ka ebolusyonaryong adaptasyon aron mapadayon ang dominasyon, tungod kay ang mga babaye promiscuous ug kasagaran makighilawas sa daghang mga lalaki. Busa, ang mga spermatozoa gikan sa lainlaing mga ejaculate kusganong nakigkompetensya alang sa pertilisasyon sa itlog.
Ang agglutinated spermatozoa sa mga manok nga sharkasi dali ra ma-visualize gamit ang phase contrast microscopy, nga giisip nga mapuslanon tungod kay kini nagtugot sa dali nga pagtuon sa pamatasan sa spermatozoa in vitro. Ang mekanismo diin ang pagporma sa sperm tuft nagpasiugda sa pagpanganak sa mga manok nga sharkasi lahi usab sa nakita sa pipila ka mga placental mammal nga nagrepresentar sa kooperatiba nga pamatasan sa sperm sama sa wood mice, diin ang pipila ka spermatozoa makaabot sa mga itlog, nga makatabang sa ubang may kalabutan nga mga indibidwal nga makaabot ug makadaot sa ilang mga itlog. aron pamatud-an ang imong kaugalingon. altruistic nga pamatasan. Self-fertilization 34. Laing pananglitan sa kooperatiba nga pamatasan sa spermatozoa nakit-an sa mga ilaga nga usa, diin ang spermatozoa nakahimo sa pag-ila ug paghiusa sa labing genetically related nga spermatozoa ug pagporma og mga kooperatiba nga grupo aron madugangan ang ilang katulin kon itandi sa wala’y kalabutan nga spermatozoa35.
Ang mga resulta nga nakuha niini nga pagtuon wala mosupak sa teorya ni Foman sa dugay nga pagtipig sa spermatozoa sa SWS. Ang mga tigdukiduki nagtaho nga ang mga selula sa sperm nagpadayon sa paglihok sa agos sa mga epithelial cell nga naglinya sa SST sulod sa taas nga panahon, ug pagkahuman sa usa ka piho nga yugto sa panahon, ang mga tipiganan sa enerhiya sa mga selula sa sperm nahurot, nga miresulta sa pagkunhod sa katulin, nga nagtugot sa pagpagawas sa gagmay nga mga substansiya sa molekula nga gibug-aton. Sa kasamtangan nga pagtuon, among naobserbahan nga ang katunga sa usa ka sperm nagpakita sa abilidad sa paglangoy batok sa nagaagay nga mga pluwido, ug ang ilang pagtapot sa bundle nagdugang sa ilang abilidad sa pagpakita sa positibo nga rheology. Dugang pa, ang among datos nahiuyon sa kang Matsuzaki et al. 1 kinsa nagtaho nga ang dugang nga lactate secretion sa SST mahimong makapugong sa paglihok sa sperm. Bisan pa, ang among mga resulta naghulagway sa pagporma sa mga ligament sa sperm motile ug ang ilang rheological nga pamatasan sa presensya sa usa ka dinamikong palibot sulod sa usa ka microchannel sa usa ka pagsulay sa pagpatin-aw sa ilang pamatasan sa SST. Ang umaabot nga panukiduki mahimong magpokus sa pagtino sa kemikal nga komposisyon ug gigikanan sa agglutinating agent, nga walay duhaduha nga makatabang sa mga tigdukiduki sa pagpalambo og bag-ong mga paagi sa pagtipig sa likido nga semilya ug pagdugang sa gidugayon sa pertilidad.
Kinse ka 30-ka-semana nga walay liog nga laki nga sharkasi (homozygous dominant; Na Na) ang gipili isip mga donor sa semilya sa pagtuon. Ang mga langgam gipadako sa Research Poultry Farm sa Faculty of Agriculture, Ashit University, Ashit Governorate, Egypt. Ang mga langgam gibutang sa tagsa-tagsa ka hawla (30 x 40 x 40 cm), gipailalom sa usa ka programa sa suga (16 ka oras nga kahayag ug 8 ka oras nga kangitngit) ug gipakaon sa usa ka pagkaon nga adunay 160 g nga krudo nga protina, 2800 kcal nga metabolizable energy, 35 g nga calcium matag usa. 5 gramos nga magamit nga phosphorus matag kilo sa pagkaon.
Sumala sa datos 36, ​​37, ang semilya gikolekta gikan sa mga lalaki pinaagi sa abdominal massage. Usa ka total nga 45 ka mga sample sa semilya ang gikolekta gikan sa 15 ka mga lalaki sulod sa 3 ka adlaw. Ang semilya (n = 15/adlaw) gi-dilute dayon og 1:1 (v:v) gamit ang Belsville Poultry Semen Diluent, nga adunay sulod nga potassium diphosphate (1.27 g), monosodium glutamate monohydrate (0.867 g), fructose (0.5 d) anhydrous sodium. acetate (0.43 g), tris(hydroxymethyl)aminomethane (0.195 g), potassium citrate monohydrate (0.064 g), potassium monophosphate (0.065 g), magnesium chloride (0.034 g) ug H2O (100 ml), pH = 7, 5, osmolarity 333 mOsm/kg38. Ang mga sample sa semilya nga gitunaw una nga gisusi ubos sa light microscope aron masiguro ang maayong kalidad sa semilya (kaumog) ug dayon gitipigan sa usa ka water bath sa 37°C hangtod magamit sulod sa tunga sa oras human sa pagkolekta.
Ang kinematics ug rheology sa spermatozoa gihulagway gamit ang usa ka sistema sa mga microfluidic device. Ang mga sample sa semilya dugang nga gi-dilute ngadto sa 1:40 sa Beltsville Avian Semen Diluent, nga gi-load sa usa ka microfluidic device (tan-awa sa ubos), ug ang mga kinetic parameter gitino gamit ang usa ka Computerized Semen Analysis (CASA) system nga kaniadto gihimo alang sa microfluidics characterization. sa paglihok sa spermatozoa sa likido nga media (Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, Assiut University, Egypt). Ang plugin mahimong ma-download sa: http://www.assiutmicrofluidics.com/research/casa39. Gisukod ang curve velocity (VCL, μm/s), linear velocity (VSL, μm/s) ug average trajectory velocity (VAP, μm/s). Ang mga video sa spermatozoa gikuha gamit ang usa ka inverted Optika XDS-3 phase contrast microscope (nga adunay 40x objective) nga konektado sa usa ka Tucson ISH1000 camera sa 30 fps sulod sa 3 s. Gamita ang CASA software aron tun-an ang labing menos tulo ka lugar ug 500 ka sperm trajectory matag sample. Ang narekord nga video giproseso gamit ang homemade nga CASA. Ang kahulugan sa motility sa CASA plug-in gibase sa gikusgon sa paglangoy sa sperm kon itandi sa flow rate, ug wala maglakip sa ubang mga parameter sama sa kilid-kilid nga paglihok, tungod kay kini nakit-an nga mas kasaligan sa pag-agos sa pluwido. Ang rheological motion gihulagway nga paglihok sa mga selula sa sperm batok sa direksyon sa pag-agos sa pluwido. Ang mga spermatozoa nga adunay rheological properties gibahin sa gidaghanon sa motile spermatozoa; ang mga spermatozoa nga nagpahulay ug convectively nga naglihok nga spermatozoa wala gilakip sa ihap.
Ang tanang kemikal nga gigamit gikuha gikan sa Elgomhoria Pharmaceuticals (Cairo, Egypt) gawas kon lahi ang giingon. Ang aparato gihimo sama sa gihulagway ni El-sherry et al. 40 nga adunay pipila ka mga pagbag-o. Ang mga materyales nga gigamit sa paghimo sa mga microchannel naglakip sa mga glass plate (Howard Glass, Worcester, MA), SU-8-25 negative resist (MicroChem, Newton, CA), diacetone alcohol (Sigma Aldrich, Steinheim, Germany), ug polyacetone. -184, Dow Corning, Midland, Michigan). Ang mga microchannel gihimo gamit ang humok nga lithography. Una, usa ka tin-aw nga protective face mask nga adunay gitinguha nga disenyo sa microchannel ang giimprinta sa usa ka high resolution printer (Prismatic, Cairo, Egypt and Pacific Arts and Design, Markham, ON). Ang mga master gihimo gamit ang mga glass plate isip substrates. Ang mga plato gilimpyohan sa acetone, isopropanol ug deionized nga tubig ug dayon gitabonan og 20 µm nga layer sa SU8-25 pinaagi sa spin coating (3000 rpm, 1 min). Ang mga lut-od sa SU-8 hinayhinay nga gipauga (65°C, 2 min ug 95°C, 10 min) ug gibutyag sa UV radiation sulod sa 50 segundos. I-bake human sa exposure sa 65°C ug 95°C sulod sa 1 min ug 4 min aron i-crosslink ang na-expose nga mga lut-od sa SU-8, gisundan sa pag-develop niini sa diacetone alcohol sulod sa 6.5 min. I-hard bake ang mga waffle (200°C sulod sa 15 min) aron mas molig-on ang SU-8 layer.
Ang PDMS giandam pinaagi sa pagsagol sa monomer ug hardener sa weight ratio nga 10:1, dayon gikuhaan og gas sa vacuum desiccator ug gibubo sa SU-8 main frame. Ang PDMS gipauga sa oven (120°C, 30 min), dayon ang mga kanal giputol, gibulag gikan sa master, ug gibuslotan aron ang mga tubo ikabit sa inlet ug outlet sa microchannel. Sa katapusan, ang mga PDMS microchannel permanente nga gikabit sa mga microscope slide gamit ang portable corona processor (Electro-Technic Products, Chicago, IL) sama sa gihulagway sa laing dapit. Ang microchannel nga gigamit niini nga pagtuon may sukod nga 200 µm × 20 µm (W × H) ug 3.6 cm ang gitas-on.
Ang pag-agos sa pluwido nga gipahinabo sa hydrostatic pressure sulod sa microchannel makab-ot pinaagi sa pagmintinar sa lebel sa pluwido sa inlet reservoir nga labaw sa kalainan sa gitas-on nga Δh39 sa outlet reservoir (Fig. 1).
diin ang f mao ang coefficient of friction, nga gihubit nga f = C/Re para sa laminar flow sa usa ka rectangular channel, diin ang C usa ka constant depende sa aspect ratio sa channel, ang L mao ang gitas-on sa microchannel, ang Vav mao ang average velocity sulod sa microchannel, ang Dh mao ang hydraulic diameter sa channel, ug ang g – acceleration of gravity. Gamit kini nga equation, ang average channel velocity mahimong makalkulo gamit ang mosunod nga equation: