Nature.com पर आने के लिए धन्यवाद। आप जिस ब्राउज़र संस्करण का उपयोग कर रहे हैं, उसमें CSS समर्थन सीमित है। सर्वोत्तम अनुभव के लिए, हम अनुशंसा करते हैं कि आप अपडेट किया गया ब्राउज़र उपयोग करें (या इंटरनेट एक्सप्लोरर में संगतता मोड अक्षम करें)। इस बीच, निरंतर समर्थन सुनिश्चित करने के लिए, हम साइट को स्टाइल और जावास्क्रिप्ट के बिना प्रस्तुत करेंगे।
पक्षियों की प्रजनन क्षमता शुक्राणु भंडारण नलिकाओं (एसएसटी) में लंबे समय तक पर्याप्त व्यवहार्य शुक्राणुओं को संग्रहीत करने की उनकी क्षमता पर निर्भर करती है। सटीक तंत्र जिसके द्वारा शुक्राणु एसएसटी में प्रवेश करते हैं, रहते हैं और छोड़ते हैं, विवादास्पद बना हुआ है। शरकासी मुर्गियों के शुक्राणु ने समूहन की उच्च प्रवृत्ति दिखाई, जिससे कई कोशिकाओं वाले मोबाइल फिलामेंटस बंडल बन गए। एक अपारदर्शी फैलोपियन ट्यूब में शुक्राणुओं की गतिशीलता और व्यवहार को देखने में कठिनाई के कारण, हमने शुक्राणुओं के समूहन और गतिशीलता का अध्ययन करने के लिए शुक्राणुओं के समान माइक्रोचैनल क्रॉस-सेक्शन वाले एक माइक्रोफ्लुइडिक उपकरण का उपयोग किया। यह अध्ययन चर्चा करता है कि शुक्राणु बंडल कैसे बनते हैं, वे कैसे चलते हैं, और एसएसटी में शुक्राणु निवास को बढ़ाने में उनकी संभावित भूमिका शुक्राणु धारा के विपरीत तैरने की प्रवृत्ति रखते हैं (सकारात्मक रियोलॉजी) और शुक्राणु बंडल का वेग एकल शुक्राणु की तुलना में काफी कम होता है। शुक्राणु बंडलों को सर्पिल में चलते हुए देखा गया है और अधिक एकल शुक्राणुओं के भर्ती होने पर लंबाई और मोटाई में वृद्धि होती है। शुक्राणु बंडलों को माइक्रोफ्लुइडिक चैनलों की पार्श्व दीवारों के पास आते और उनसे चिपके हुए देखा गया, ताकि वे 33 µm/s से अधिक द्रव प्रवाह वेग से बह न जाएं। शुक्राणु बंडलों को माइक्रोफ्लुइडिक चैनलों की पार्श्व दीवारों के पास आते और उनसे चिपके हुए देखा गया, ताकि वे 33 µm/s से अधिक द्रव प्रवाह वेग से बह न जाएं। एक वर्ष से अधिक समय तक, यह एक अतिरिक्त उत्पाद है और एक वर्ष से अधिक पुराना है боковым стенкам микрофлюидных каналов, чтобы избежать сметания со скоростью потока жидкости> 33 мкм / с. यह देखा गया है कि शुक्राणु बंडल 33 µm/s से अधिक द्रव प्रवाह दर पर बह जाने से बचने के लिए सूक्ष्म द्रव चैनलों की पार्श्व दीवारों के पास आकर चिपक जाते हैं।100 डिग्री सेल्सियस से अधिक का अधिकतम तापमान, 33 µm/s।33 µm/s माप। एक वर्ष से अधिक समय तक, यह एक अतिरिक्त उत्पाद है और एक वर्ष से अधिक पुराना है боковым стенкам микрожидкостного канала, чтобы избежать сметания потоком жидкости со скоростью > 33 мкм/с. शुक्राणु बंडलों को माइक्रोफ्लुइडिक चैनल की पार्श्व दीवारों के पास पहुंचते और उनसे चिपकते हुए देखा गया है, ताकि वे >33 µm/s की गति से द्रव प्रवाह द्वारा बह जाने से बच सकें।स्कैनिंग और ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी से पता चला कि शुक्राणु बंडलों को प्रचुर मात्रा में सघन पदार्थ द्वारा समर्थित किया गया था। प्राप्त डेटा शरकाज़ी चिकन शुक्राणुओं की अद्वितीय गतिशीलता को प्रदर्शित करता है, साथ ही शुक्राणुओं की एकत्रित होने और मोबाइल बंडल बनाने की क्षमता को भी दर्शाता है, जो SMT में शुक्राणुओं के दीर्घकालिक भंडारण की बेहतर समझ में योगदान देता है।
मनुष्यों और अधिकांश जानवरों में निषेचन प्राप्त करने के लिए, शुक्राणु और अंडे को सही समय पर निषेचन स्थल पर पहुंचना चाहिए। इसलिए, संभोग ओव्यूलेशन से पहले या उसके समय पर होना चाहिए। दूसरी ओर, कुछ स्तनधारी, जैसे कि कुत्ते, साथ ही गैर-स्तनधारी प्रजातियाँ, जैसे कि कीड़े, मछली, सरीसृप और पक्षी, अपने प्रजनन अंगों में शुक्राणु को लंबे समय तक संग्रहीत करते हैं जब तक कि उनके अंडे निषेचन के लिए तैयार नहीं हो जाते (असिंक्रोनस निषेचन 1)। पक्षी 2-10 सप्ताह तक अंडों को निषेचित करने में सक्षम शुक्राणुओं की व्यवहार्यता बनाए रखने में सक्षम हैं2।
यह एक अनूठी विशेषता है जो पक्षियों को अन्य जानवरों से अलग करती है, क्योंकि यह कई हफ़्तों तक एक ही गर्भाधान के बाद निषेचन की उच्च संभावना प्रदान करती है, बिना एक साथ संभोग और अण्डोत्सर्ग के। मुख्य शुक्राणु भंडारण अंग, जिसे शुक्राणु भंडारण नलिका (SST) कहा जाता है, गर्भाशय-योनि जंक्शन पर आंतरिक म्यूकोसल सिलवटों में स्थित है। आज तक, शुक्राणु के शुक्राणु बैंक में प्रवेश करने, रहने और बाहर निकलने के तंत्र को पूरी तरह से समझा नहीं गया है। पिछले अध्ययनों के आधार पर, कई परिकल्पनाएँ सामने रखी गई हैं, लेकिन उनमें से किसी की भी पुष्टि नहीं हुई है।
फ़ॉर्मन4 ने परिकल्पना की कि शुक्राणु SST उपकला कोशिकाओं (रियोलॉजी) पर स्थित प्रोटीन चैनलों के माध्यम से द्रव प्रवाह की दिशा के विरुद्ध निरंतर दोलनशील गति के माध्यम से SST गुहा में अपना निवास बनाए रखते हैं। SST लुमेन में शुक्राणु को रखने के लिए आवश्यक निरंतर फ्लैगेलर गतिविधि के कारण ATP समाप्त हो जाता है और अंततः गतिशीलता कम हो जाती है जब तक कि शुक्राणु द्रव प्रवाह द्वारा शुक्राणु बैंक से बाहर नहीं निकल जाते हैं और शुक्राणु को निषेचित करने के लिए आरोही फैलोपियन ट्यूब के नीचे एक नई यात्रा शुरू नहीं करते हैं। अंडा (फ़ॉर्मन4)। शुक्राणु भंडारण के इस मॉडल को SST उपकला कोशिकाओं में मौजूद एक्वापोरिन 2, 3 और 9 के इम्यूनोसाइटोकेमिस्ट्री द्वारा पता लगाने से समर्थन मिलता है। आज तक, चिकन वीर्य रियोलॉजी और SST भंडारण, योनि शुक्राणु चयन और शुक्राणु प्रतियोगिता में इसकी भूमिका पर अध्ययन की कमी है। मुर्गियों में, शुक्राणु प्राकृतिक संभोग के बाद योनि में प्रवेश करते हैं, लेकिन संभोग के तुरंत बाद 80% से अधिक शुक्राणु योनि से बाहर निकल जाते हैं। इससे पता चलता है कि पक्षियों में शुक्राणु चयन के लिए योनि प्राथमिक स्थल है। इसके अलावा, यह बताया गया है कि योनि में निषेचित शुक्राणुओं में से 1% से भी कम SSTs2 में समाप्त होते हैं। योनि में चूजों के कृत्रिम गर्भाधान में, SST तक पहुँचने वाले शुक्राणुओं की संख्या गर्भाधान के 24 घंटे बाद बढ़ जाती है। अब तक, इस प्रक्रिया के दौरान शुक्राणु चयन का तंत्र स्पष्ट नहीं है, और शुक्राणु गतिशीलता SST शुक्राणु अवशोषण में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकती है। फैलोपियन ट्यूब की मोटी और अपारदर्शी दीवारों के कारण, पक्षियों की फैलोपियन ट्यूब में शुक्राणु गतिशीलता की सीधे निगरानी करना मुश्किल है। इसलिए, हमारे पास इस बारे में बुनियादी जानकारी का अभाव है कि निषेचन के बाद शुक्राणु SST में कैसे परिवर्तित होते हैं।
हाल ही में रियोलॉजी को स्तनधारी जननांगों में शुक्राणु परिवहन को नियंत्रित करने वाले एक महत्वपूर्ण कारक के रूप में पहचाना गया है। गतिशील शुक्राणुओं की प्रतिधारा में प्रवास करने की क्षमता के आधार पर, ज़फ़रानी एट अल8 ने पेन्ड वीर्य नमूनों से गतिशील शुक्राणुओं को निष्क्रिय रूप से अलग करने के लिए एक कोरा माइक्रोफ़्लुइडिक प्रणाली का उपयोग किया। इस प्रकार का वीर्य छांटना चिकित्सा बांझपन उपचार और नैदानिक ​​अनुसंधान के लिए आवश्यक है, और पारंपरिक तरीकों की तुलना में इसे प्राथमिकता दी जाती है जो समय और श्रम गहन हैं और शुक्राणु आकृति विज्ञान और संरचनात्मक अखंडता से समझौता कर सकते हैं। हालाँकि, आज तक, शुक्राणु गतिशीलता पर मुर्गियों के जननांग अंगों से स्राव के प्रभाव पर कोई अध्ययन नहीं किया गया है।
एसएसटी में शुक्राणुओं को संग्रहीत रखने वाले तंत्र के बावजूद, कई जांचकर्ताओं ने देखा है कि मुर्गियों 9, 10, बटेर 2 और टर्की 11 के एसएसटी में निवासी शुक्राणु सिर से सिर मिलाकर एकत्रित होते हैं और एकत्रित शुक्राणु बंडल बनाते हैं। लेखकों का सुझाव है कि इस एकत्रीकरण और एसएसटी में शुक्राणुओं के दीर्घकालिक भंडारण के बीच एक संबंध है।
टिंगारी और लेक12 ने मुर्गी के शुक्राणु-ग्रहण ग्रंथि में शुक्राणुओं के बीच एक मजबूत संबंध की रिपोर्ट की और सवाल किया कि क्या पक्षी के शुक्राणु स्तनधारी शुक्राणुओं की तरह ही एकत्रित होते हैं। उनका मानना ​​है कि शुक्रवाहिका में शुक्राणुओं के बीच गहरे संबंध एक छोटी सी जगह में बड़ी संख्या में शुक्राणुओं की मौजूदगी के कारण होने वाले तनाव के कारण हो सकते हैं।
ताजा लटकी हुई कांच की स्लाइडों पर शुक्राणुओं के व्यवहार का मूल्यांकन करते समय, विशेष रूप से वीर्य की बूंदों के किनारों पर समूहन के क्षणिक संकेत देखे जा सकते हैं। हालांकि, निरंतर गति से जुड़ी घूर्णी क्रिया द्वारा समूहन अक्सर बाधित होता था, जो इस घटना की क्षणिक प्रकृति की व्याख्या करता है। शोधकर्ताओं ने यह भी देखा कि जब वीर्य में तनुकारक मिलाया गया, तो लम्बी "धागे जैसी" कोशिका समूह दिखाई दिए।
शुक्राणु की नकल करने के शुरुआती प्रयास लटकती हुई बूंद से एक पतली तार को हटाकर किए गए थे, जिसके परिणामस्वरूप वीर्य की बूंद से एक लम्बी शुक्राणु जैसी पुटिका निकली। शुक्राणु तुरंत पुटिका के भीतर समानांतर तरीके से पंक्तिबद्ध हो गए, लेकिन 3D सीमा के कारण पूरी इकाई जल्दी ही गायब हो गई। इसलिए, शुक्राणुओं के समूहन का अध्ययन करने के लिए, शुक्राणुओं की गतिशीलता और व्यवहार को अलग-अलग शुक्राणु भंडारण नलिकाओं में सीधे देखना आवश्यक है, जिसे प्राप्त करना मुश्किल है। इसलिए, शुक्राणु गतिशीलता और समूहन व्यवहार के अध्ययन का समर्थन करने के लिए शुक्राणुओं की नकल करने वाला एक उपकरण विकसित करना आवश्यक है। ब्रिलार्ड एट अल13 ने बताया कि वयस्क चूजों में शुक्राणु भंडारण नलिकाओं की औसत लंबाई 400-600 µm है, लेकिन कुछ SSTs 2000 µm तक लंबे हो सकते हैं। मेरो और ओगासावारा14 ने शुक्र ग्रंथियों को बढ़े हुए और गैर-बढ़े हुए शुक्राणु भंडारण नलिकाओं में विभाजित किया, दोनों की लंबाई (~ 500 µm) और गर्दन की चौड़ाई (~ 38 µm) समान थी, लेकिन नलिका का औसत लुमेन व्यास 56.6 और 56.6 µm था। ।, क्रमशः 11.2 µm। वर्तमान अध्ययन में, हमने 200 µm × 20 µm (W × H) के चैनल आकार वाले एक माइक्रोफ्लुइडिक उपकरण का उपयोग किया, जिसका क्रॉस सेक्शन कुछ हद तक प्रवर्धित SST के करीब है। इसके अलावा, हमने बहते तरल पदार्थ में शुक्राणु की गतिशीलता और समूहन व्यवहार की जांच की, जो कि फोरमैन की परिकल्पना के अनुरूप है
इस अध्ययन का उद्देश्य फैलोपियन ट्यूब में शुक्राणुओं की गतिशीलता को देखने की समस्याओं को दूर करना और गतिशील वातावरण में शुक्राणुओं के रियोलॉजी और व्यवहार का अध्ययन करने की कठिनाइयों से बचना था। एक माइक्रोफ्लुइडिक डिवाइस का उपयोग किया गया था जो मुर्गी के जननांगों में शुक्राणु गतिशीलता का अनुकरण करने के लिए हाइड्रोस्टेटिक दबाव बनाता है।
जब पतला शुक्राणु नमूना (1:40) की एक बूंद को माइक्रोचैनल डिवाइस में लोड किया गया, तो दो प्रकार की शुक्राणु गतिशीलता की पहचान की जा सकी (पृथक शुक्राणु और बंधे हुए शुक्राणु)। इसके अलावा, शुक्राणु धारा के विपरीत तैरने की प्रवृत्ति रखते थे (सकारात्मक रियोलॉजी; वीडियो 1, 2)। यद्यपि शुक्राणु बंडलों का वेग अकेले शुक्राणु की तुलना में कम था (पी < 0.001), उन्होंने सकारात्मक रिओटैक्सिस प्रदर्शित करने वाले शुक्राणुओं के प्रतिशत में वृद्धि की (पी < 0.001; तालिका 2)। यद्यपि शुक्राणु बंडलों का वेग अकेले शुक्राणु की तुलना में कम था (पी < 0.001), उन्होंने सकारात्मक रिओटैक्सिस प्रदर्शित करने वाले शुक्राणुओं के प्रतिशत में वृद्धि की (पी < 0.001; तालिका 2)। Хотя пучки сперматозоидов имели более низкую скорость, чем у они увеличивали процент сперматозоидов, демонстрирующих положительный реотаксис (p <0,001; चरण 2). यद्यपि शुक्राणुओं के बंडलों का वेग एकल शुक्राणुओं की तुलना में कम था (p < 0.001), उन्होंने सकारात्मक रिओटैक्सिस दिखाने वाले शुक्राणुओं के प्रतिशत में वृद्धि की (p < 0.001; तालिका 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）。（p <0.001） ， 但 增加 了 显示 阳性 流变性 精子परिणाम (p <0.001 ； 2。。。。。。））））））) Хотя скорость пучков сперматозоидов была ниже, чем у одиночных сперматозоидов (p < 0,001), они увеличивали процент сперматозоидов с положительной реологией (p < 0,001; таблица 2). यद्यपि शुक्राणु बंडलों की गति एकल शुक्राणुओं की तुलना में कम थी (पी < 0.001), उन्होंने सकारात्मक रियोलॉजी वाले शुक्राणुओं के प्रतिशत में वृद्धि की (पी < 0.001; तालिका 2)।एकल शुक्राणुओं और गुच्छों के लिए सकारात्मक रियोलॉजी का अनुमान क्रमशः लगभग 53% और 85% है।
यह देखा गया है कि स्खलन के तुरंत बाद शार्काशी मुर्गियों के शुक्राणु दर्जनों व्यक्तियों से मिलकर रैखिक बंडल बनाते हैं। ये गुच्छे समय के साथ लंबाई और मोटाई में बढ़ते हैं और विलुप्त होने से पहले कई घंटों तक इन विट्रो में रह सकते हैं (वीडियो 3)। ये तंतुमय बंडल इकिडना शुक्राणुओं के आकार के होते हैं जो एपिडीडिमिस के अंत में बनते हैं। शार्काशी मुर्गी के वीर्य में एकत्र होने और संग्रह के बाद एक मिनट से भी कम समय में जालीदार बंडल बनाने की उच्च प्रवृत्ति पाई गई है। ये किरणें गतिशील होती हैं और किसी भी नज़दीकी दीवार या स्थिर वस्तु से चिपक सकती हैं। हालाँकि शुक्राणु बंडल शुक्राणु कोशिकाओं की गति को कम करते हैं, लेकिन यह स्पष्ट है कि मैक्रोस्कोपिक रूप से वे अपनी रैखिकता बढ़ाते हैं। बंडलों की लंबाई बंडलों में एकत्रित शुक्राणुओं की संख्या के आधार पर भिन्न होती है। बंडल के दो हिस्सों को अलग किया गया: प्रारंभिक भाग, जिसमें एकत्रित शुक्राणु का मुक्त सिर शामिल है, और अंतिम भाग, जिसमें पूंछ और शुक्राणु का पूरा दूरस्थ छोर शामिल है। हाई-स्पीड कैमरा (950 एफपीएस) का उपयोग करके, बंडल के शुरुआती हिस्से में एकत्रित शुक्राणुओं के मुक्त सिर देखे गए, जो अपनी दोलन गति के कारण बंडल की गति के लिए जिम्मेदार थे, शेष शुक्राणुओं को एक कुंडलाकार गति के साथ बंडल में खींचते हुए (वीडियो 4)। हालांकि, लंबे गुच्छों में, यह देखा गया है कि कुछ मुक्त शुक्राणु सिर शरीर से चिपके हुए थे और गुच्छे का अंतिम भाग गुच्छे को आगे बढ़ाने में मदद करने के लिए पंखों के रूप में कार्य करता है।
द्रव के धीमे प्रवाह में, शुक्राणु बंडल एक दूसरे के समानांतर चलते हैं, हालाँकि, वे ओवरलैप करना शुरू कर देते हैं और हर उस चीज़ से चिपक जाते हैं जो स्थिर है, ताकि प्रवाह की गति बढ़ने पर वे बह न जाएँ। बंडल तब बनते हैं जब मुट्ठी भर शुक्राणु कोशिकाएँ एक दूसरे के पास आती हैं, वे एक साथ चलना शुरू करते हैं और एक दूसरे के चारों ओर लिपट जाते हैं, और फिर एक चिपचिपे पदार्थ से चिपक जाते हैं। चित्र 1 और 2 दिखाते हैं कि शुक्राणु एक दूसरे के पास कैसे आते हैं, एक जंक्शन बनाते हैं क्योंकि पूंछ एक दूसरे के चारों ओर लिपट जाती है।
शोधकर्ताओं ने शुक्राणु रियोलॉजी का अध्ययन करने के लिए एक माइक्रोचैनल में द्रव प्रवाह बनाने के लिए हाइड्रोस्टेटिक दबाव लागू किया। 200 µm × 20 µm (W × H) के आकार और 3.6 µm की लंबाई वाले एक माइक्रोचैनल का उपयोग किया गया। सिरों पर लगे सिरिंज वाले कंटेनरों के बीच माइक्रोचैनल का उपयोग करें। चैनलों को अधिक दृश्यमान बनाने के लिए खाद्य रंग का उपयोग किया गया।
इंटरकनेक्ट केबल और सहायक उपकरण को दीवार से बांधें। वीडियो को फेज़ कंट्रास्ट माइक्रोस्कोप से लिया गया था। प्रत्येक छवि के साथ, फेज़ कंट्रास्ट माइक्रोस्कोपी और मैपिंग छवियाँ प्रस्तुत की जाती हैं। (ए) दो धाराओं के बीच का कनेक्शन हेलिकल गति (लाल तीर) के कारण प्रवाह का प्रतिरोध करता है। (बी) ट्यूब बंडल और चैनल दीवार (लाल तीर) के बीच का कनेक्शन, उसी समय वे दो अन्य बंडलों (पीले तीर) से जुड़े होते हैं। (सी) माइक्रोफ्लुइडिक चैनल में शुक्राणु बंडल एक दूसरे से जुड़ना शुरू करते हैं (लाल तीर), शुक्राणु बंडलों का एक जाल बनाते हैं। (डी) शुक्राणु बंडलों के एक नेटवर्क का गठन।
जब पतला शुक्राणु की एक बूंद को माइक्रोफ्लुइडिक डिवाइस में लोड किया गया और एक प्रवाह बनाया गया, तो शुक्राणु किरण को प्रवाह की दिशा के विपरीत चलते हुए देखा गया। बंडल सूक्ष्म चैनलों की दीवारों के खिलाफ अच्छी तरह से फिट होते हैं, और बंडलों के शुरुआती हिस्से में मुक्त सिर उनके खिलाफ अच्छी तरह से फिट होते हैं (वीडियो 5)। वे अपने रास्ते में किसी भी स्थिर कण, जैसे मलबे से भी चिपक जाते हैं, ताकि धारा द्वारा बह जाने का विरोध किया जा सके। समय के साथ, ये गुच्छे अन्य एकल शुक्राणुओं और छोटे गुच्छों को फँसाने वाले लंबे तंतु बन जाते हैं (वीडियो 6)। जैसे-जैसे प्रवाह धीमा होने लगता है, शुक्राणु की लंबी रेखाएँ शुक्राणु रेखाओं का एक नेटवर्क बनाना शुरू कर देती हैं (वीडियो 7; चित्र 2)।
उच्च प्रवाह वेग (V > 33 µm/s) पर, धागे की सर्पिल गति बढ़ जाती है, क्योंकि यह कई व्यक्तिगत शुक्राणु बनाने वाले बंडलों को पकड़ने का प्रयास होता है, ताकि प्रवाह की बहाव शक्ति का बेहतर प्रतिरोध किया जा सके। उच्च प्रवाह वेग (V > 33 µm/s) पर, धागे की सर्पिल गति बढ़ जाती है, क्योंकि यह कई व्यक्तिगत शुक्राणु बनाने वाले बंडलों को पकड़ने का प्रयास होता है, ताकि प्रवाह की बहाव शक्ति का बेहतर प्रतिरोध किया जा सके। При высокой скорости потока (V > 33 мкм/с) спиралевидные движения нитей усиливаются, поскольку они пытаются поймать множество отдельных сперматозоидов, образующих пучки, которые лучше उत्पाद विवरण। उच्च प्रवाह दर (V > 33 µm/s) पर, तंतुओं की कुंडलिनी गति बढ़ जाती है, क्योंकि वे अनेक व्यक्तिगत शुक्राणुओं को पकड़ने का प्रयास करते हैं, जिससे ऐसे बंडल बनते हैं, जो प्रवाह की गतिशील शक्ति का बेहतर प्रतिरोध करने में सक्षम होते हैं।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,从而更好地抵抗流动的漂移力。在 高 流速 (v> 33 µm/s) ， 的 螺旋 运动 增加 , 以 试图 许多 形成 束 单 个 精子 , मैं आपको यह बताना चाहता हूं कि यह कैसे काम करता है। При высоких скоростях потока (V > 33 мкм/с) спиральное движение нитей увеличивается в попытке захватить множество отдельных сперматозоидов, образующих пучки, чтобы лучше сопротивляться силам дрейфа потока. उच्च प्रवाह दर (V > 33 µm/s) पर, तंतुओं की कुंडलिनी गति बढ़ जाती है, जिससे कई व्यक्तिगत शुक्राणुओं को पकड़ने का प्रयास किया जाता है, जिससे प्रवाह के बहाव बलों का बेहतर प्रतिरोध करने के लिए बंडलों का निर्माण होता है।उन्होंने साइडवॉल पर माइक्रोचैनल जोड़ने का भी प्रयास किया।
प्रकाश माइक्रोस्कोपी (एलएम) का उपयोग करके शुक्राणु बंडलों की पहचान शुक्राणु सिर और कर्लिंग पूंछ के समूहों के रूप में की गई थी। विभिन्न समुच्चयों वाले शुक्राणु बंडलों की पहचान मुड़े हुए सिर और कशाभिका समुच्चय, कई जुड़े हुए शुक्राणु पूंछ, एक पूंछ से जुड़े शुक्राणु सिर और कई जुड़े हुए नाभिक के रूप में मुड़े हुए नाभिक वाले शुक्राणु सिर के रूप में भी की गई है। ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (टीईएम)। स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (एसईएम) ने दिखाया कि शुक्राणु बंडल शुक्राणु सिर के आवरण वाले समुच्चय थे और शुक्राणु समुच्चय लिपटे हुए पूंछों का एक जुड़ा हुआ नेटवर्क दिखाते थे।
शुक्राणुओं की आकृति विज्ञान और अतिसंरचना, शुक्राणुओं के बंडलों के निर्माण का अध्ययन प्रकाश माइक्रोस्कोपी (अर्ध अनुभाग), स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (एसईएम) और ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (टीईएम) का उपयोग करके किया गया, शुक्राणु स्मीयर को एक्रिडिन ऑरेंज के साथ अभिरंजित किया गया और एपीफ्लोरोसेंस माइक्रोस्कोपी का उपयोग करके जांच की गई।
एक्रिडीन ऑरेंज (चित्र 3बी) के साथ शुक्राणु स्मीयर धुंधलापन ने दिखाया कि शुक्राणु सिर एक साथ चिपके हुए थे और स्रावी पदार्थ से ढके हुए थे, जिसके कारण बड़े गुच्छे बने (चित्र 3डी)। शुक्राणु बंडलों में शुक्राणु समूह शामिल थे, जिनके साथ पूंछों का एक नेटवर्क जुड़ा हुआ था (चित्र 4ए-सी)। शुक्राणु बंडल कई शुक्राणुओं की पूंछों से बने होते हैं जो एक साथ चिपके होते हैं (चित्र 4डी)। स्राव (चित्र 4ई, एफ) ने शुक्राणु बंडलों के सिर को ढक दिया।
शुक्राणुओं के बंडल का निर्माण फेज़ कंट्रास्ट माइक्रोस्कोपी और एक्रीडीन ऑरेंज से रंगे शुक्राणु स्मीयरों का उपयोग करके, दिखाया गया कि शुक्राणुओं के सिर एक साथ चिपक जाते हैं। (ए) शुरुआती शुक्राणु गुच्छा गठन एक शुक्राणु (सफेद वृत्त) और तीन शुक्राणु (पीला वृत्त) से शुरू होता है, जिसमें सर्पिल पूंछ से शुरू होकर सिर पर समाप्त होता है। (बी) एक्रीडीन ऑरेंज से रंगे शुक्राणु स्मियर का फोटोमाइक्रोग्राफ, जिसमें चिपके हुए शुक्राणु सिर (तीर) दिख रहे हैं। डिस्चार्ज सिर को ढकता है। आवर्धन × 1000। (सी) एक माइक्रोफ्लुइडिक चैनल में प्रवाह द्वारा परिवहन किए गए बड़े बीम का विकास (950 एफपीएस पर एक हाई स्पीड कैमरे का उपयोग करके)।
एक शुक्राणु किरण और एक शुक्राणु स्मीयर का स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ़ जो एक्रिडीन ऑरेंज से रंगा हुआ है। (ए, बी, डी, ई) शुक्राणुओं के डिजिटल रंग स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ़ हैं, और सी और एफ एक्रिडीन ऑरेंज से रंगे शुक्राणु स्मीयर के माइक्रोग्राफ़ हैं जो दुम के जाल को लपेटते हुए कई शुक्राणुओं के जुड़ाव को दिखाते हैं। (एसी) शुक्राणु समुच्चय को जुड़ी हुई पूंछों (तीर) के एक नेटवर्क के रूप में दिखाया गया है। (डी) पूंछ के चारों ओर लपेटे हुए कई शुक्राणुओं (चिपकने वाले पदार्थ, गुलाबी रूपरेखा, तीर के साथ) का आसंजन। (ई और एफ) शुक्राणु सिर समुच्चय (पॉइंटर्स) चिपकने वाली सामग्री (पॉइंटर्स) के साथ कवर किए गए हैं। शुक्राणुओं ने कई भंवर जैसी संरचनाओं (एफ) के साथ बंडल बनाए। (सी) × 400 और (एफ) × 200 आवर्धन।
ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी का उपयोग करते हुए, हमने पाया कि शुक्राणु बंडलों में पूंछ जुड़ी हुई थी (चित्र 6ए, सी), पूंछ से जुड़े सिर (चित्र 6बी), या पूंछ से जुड़े सिर (चित्र 6डी)। बंडल में शुक्राणुओं के सिर घुमावदार हैं, जो खंड में दो परमाणु क्षेत्रों को प्रस्तुत करते हैं (चित्र 6डी)। चीरा बंडल में, शुक्राणुओं का सिर मुड़ा हुआ था जिसमें दो परमाणु क्षेत्र और कई कशाभिका क्षेत्र थे (चित्र 5ए)।
डिजिटल रंगीन इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ़ में शुक्राणु बंडल में कनेक्टिंग पूंछ और शुक्राणु सिर को जोड़ने वाली एग्लूटिनेटिंग सामग्री दिखाई गई है। (ए) बड़ी संख्या में शुक्राणुओं की जुड़ी हुई पूंछ। ध्यान दें कि पूंछ पोर्ट्रेट (तीर) और लैंडस्केप (तीर) दोनों अनुमानों में कैसी दिखती है। (बी) शुक्राणु का सिर (तीर) पूंछ (तीर) से जुड़ा हुआ है। (सी) कई शुक्राणु पूंछ (तीर) जुड़ी हुई हैं। (डी) एग्लूटिनेशन सामग्री (एएस, नीला) चार शुक्राणु सिर (बैंगनी) को जोड़ती है।
स्राव या झिल्लियों से ढके शुक्राणु बंडलों में शुक्राणु सिर का पता लगाने के लिए स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी का उपयोग किया गया (चित्र 6बी), यह दर्शाता है कि शुक्राणु बंडल बाह्यकोशिकीय पदार्थ द्वारा लंगर डाले हुए थे। एकत्रित पदार्थ शुक्राणु सिर (जेलीफ़िश सिर जैसी संरचना; चित्र 5बी) में केंद्रित था और दूर तक फैला हुआ था, जिससे फ्लोरोसेंस माइक्रोस्कोपी के तहत एक्रिडीन ऑरेंज (चित्र 6सी) से रंगे जाने पर एक चमकदार पीला रंग दिखाई देता था। यह पदार्थ स्कैनिंग माइक्रोस्कोप के तहत स्पष्ट रूप से दिखाई देता है और इसे बाइंडर माना जाता है। अर्ध-पतले खंड (चित्र 5सी) और एक्रिडीन ऑरेंज से रंगे शुक्राणु स्मीयर ने घनी तरह से पैक किए गए सिर और मुड़ी हुई पूंछ वाले शुक्राणु बंडल दिखाए (चित्र 5डी)।
विभिन्न फोटोमाइक्रोग्राफ, विभिन्न तरीकों का उपयोग करके शुक्राणु सिर और मुड़ी हुई पूंछ के एकत्रीकरण को दर्शाते हैं। (ए) एक शुक्राणु बंडल का क्रॉस-सेक्शनल डिजिटल रंग संचरण इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ, जिसमें दो-भाग वाले नाभिक (नीला) और कई फ्लैगेलर भागों (हरा) के साथ एक कुंडलित शुक्राणु सिर दिखाया गया है। (बी) डिजिटल रंग स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ, जेलीफ़िश जैसे शुक्राणु सिर (तीर) के समूह को दर्शाता है, जो ढके हुए प्रतीत होते हैं। (सी) एकत्रित शुक्राणु सिर (तीर) और मुड़ी हुई पूंछ (तीर) दिखाते हुए अर्ध-पतला अनुभाग। (डी) एक शुक्राणु स्मीयर का माइक्रोग्राफ, जो एक्रिडीन ऑरेंज से सना हुआ है, जिसमें शुक्राणु सिर (तीर) और मुड़ी हुई पूंछ (तीर) के समूह दिखाए गए हैं। ध्यान दें कि एक चिपचिपा पदार्थ (एस) शुक्राणु के सिर को ढकता है। (डी) × 1000 आवर्धन।
संचरण इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (चित्र 7ए) का उपयोग करते हुए, यह भी देखा गया कि शुक्राणु के सिर मुड़े हुए थे और नाभिक का आकार सर्पिल था, जिसकी पुष्टि एक्रिडीन ऑरेंज से रंगे शुक्राणु स्मियर से हुई और फ्लोरोसेंस माइक्रोस्कोपी (चित्र 7बी) का उपयोग करके जांच की गई।
(ए) डिजिटल रंग संचरण इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ और (बी) एक्रिडिन नारंगी रंग का शुक्राणु स्मीयर कुंडलित सिर और शुक्राणु सिर और पूंछ (तीर) का जुड़ाव दिखा रहा है। (बी) × 1000 आवर्धन।
एक दिलचस्प खोज यह है कि शारकाज़ी के शुक्राणु एकत्रित होकर मोबाइल फिलामेंटस बंडल बनाते हैं। इन बंडलों के गुण हमें SST में शुक्राणुओं के अवशोषण और भंडारण में उनकी संभावित भूमिका को समझने की अनुमति देते हैं।
संभोग के बाद, शुक्राणु योनि में प्रवेश करते हैं और एक गहन चयन प्रक्रिया से गुजरते हैं, जिसके परिणामस्वरूप केवल सीमित संख्या में शुक्राणु SST15,16 में प्रवेश करते हैं। आज तक, शुक्राणुओं के SST में प्रवेश करने और बाहर निकलने के तंत्र स्पष्ट नहीं हैं। पोल्ट्री में, शुक्राणुओं को प्रजातियों के आधार पर 2 से 10 सप्ताह की विस्तारित अवधि के लिए SST में संग्रहीत किया जाता है6। SST में भंडारण के दौरान वीर्य की स्थिति के बारे में विवाद बना हुआ है। क्या वे गति में हैं या आराम कर रहे हैं? दूसरे शब्दों में, शुक्राणु कोशिकाएँ इतने लंबे समय तक SST में अपनी स्थिति कैसे बनाए रखती हैं?
फोरमैन4 ने सुझाव दिया कि SST निवास और निष्कासन को शुक्राणु गतिशीलता के संदर्भ में समझाया जा सकता है। लेखकों ने परिकल्पना की है कि शुक्राणु SST उपकला द्वारा बनाए गए द्रव प्रवाह के विरुद्ध तैरकर अपनी स्थिति बनाए रखते हैं और शुक्राणु SST से तब बाहर निकल जाते हैं जब उनका वेग उस बिंदु से नीचे गिर जाता है जिस पर वे ऊर्जा की कमी के कारण पीछे की ओर बढ़ना शुरू करते हैं। ज़ानीबोनी5 ने SST उपकला कोशिकाओं के शीर्ष भाग में एक्वापोरिन 2, 3 और 9 की उपस्थिति की पुष्टि की, जो अप्रत्यक्ष रूप से फोरमैन के शुक्राणु भंडारण मॉडल का समर्थन कर सकता है। वर्तमान अध्ययन में, हमने पाया कि शार्काशी के लगभग आधे शुक्राणु बहते हुए द्रव में सकारात्मक रियोलॉजी दिखाते हैं, और एकत्रित शुक्राणु बंडल सकारात्मक रियोलॉजी दिखाने वाले शुक्राणुओं की संख्या में वृद्धि करते हैं, हालांकि समूहन उन्हें धीमा कर देता है। शुक्राणु कोशिकाएँ पक्षी की फैलोपियन ट्यूब से निषेचन स्थल तक कैसे जाती हैं, यह पूरी तरह से समझा नहीं गया है। स्तनधारियों में, कूपिक द्रव शुक्राणुओं को आकर्षित करता है। हालांकि, ऐसा माना जाता है कि कीमोआट्रैक्टेंट्स शुक्राणुओं को लंबी दूरी तक जाने के लिए निर्देशित करते हैं7। इसलिए, शुक्राणु परिवहन के लिए अन्य तंत्र जिम्मेदार हैं। शुक्राणुओं की संभोग के बाद जारी फैलोपियन ट्यूब द्रव के खिलाफ उन्मुख होने और बहने की क्षमता को चूहों में शुक्राणु को लक्षित करने का एक प्रमुख कारक बताया गया है। पार्कर 17 ने सुझाव दिया कि पक्षियों और सरीसृपों में शुक्राणु सिलिअरी करंट के खिलाफ तैरकर डिंबवाहिनी को पार करते हैं। हालांकि इसे पक्षियों में प्रयोगात्मक रूप से प्रदर्शित नहीं किया गया है, एडोल्फी18 यह पता लगाने वाले पहले व्यक्ति थे कि जब कवरस्लिप और स्लाइड के बीच तरल की एक पतली परत फिल्टर पेपर की एक पट्टी के साथ बनाई जाती है, तो एवियन शुक्राणु सकारात्मक परिणाम देते हैं। रियोलॉजी। हिनो और यानागिमाची [19] ने एक माउस ओवरी-ट्यूबल-यूटेराइन कॉम्प्लेक्स को एक परफ्यूजन रिंग में रखा उन्होंने फैलोपियन ट्यूब में संकुचन और शिथिलन की एक बहुत ही सक्रिय गतिविधि देखी, जिसमें सभी स्याही की गेंदें फैलोपियन ट्यूब के एम्पुला की ओर लगातार बढ़ रही थीं। लेखक शुक्राणु उत्थान और निषेचन के लिए निचले से ऊपरी फैलोपियन ट्यूब तक ट्यूबल द्रव प्रवाह के महत्व पर जोर देते हैं। ब्रिलार्ड20 ने बताया कि मुर्गियों और टर्की में, शुक्राणु योनि के प्रवेश द्वार से सक्रिय आंदोलन द्वारा पलायन करते हैं, जहाँ वे संग्रहीत होते हैं, गर्भाशय-योनि जंक्शन तक, जहाँ वे संग्रहीत होते हैं। हालाँकि, गर्भाशय-योनि जंक्शन और इन्फंडिबुलम के बीच इस आंदोलन की आवश्यकता नहीं होती है क्योंकि शुक्राणुओं को निष्क्रिय विस्थापन द्वारा ले जाया जाता है। इन पिछली सिफारिशों और वर्तमान अध्ययन में प्राप्त परिणामों को जानते हुए, यह माना जा सकता है कि शुक्राणुओं की ऊपर की ओर बढ़ने की क्षमता (रियोलॉजी) उन गुणों में से एक है जिस पर चयन प्रक्रिया आधारित है। यह योनि के माध्यम से शुक्राणुओं के मार्ग और भंडारण के लिए सीसीटी में उनके प्रवेश को निर्धारित करता है। जैसा कि फोरमैन4 ने सुझाया है, इससे शुक्राणुओं को एसएसटी और उसके आवास में कुछ समय के लिए प्रवेश करने और फिर जब उनकी गति धीमी होने लगे तो बाहर निकलने की प्रक्रिया में भी सुविधा हो सकती है।
दूसरी ओर, मात्सुजाकी और सासनामी 21 ने सुझाव दिया कि एवियन शुक्राणु नर और मादा प्रजनन पथ में निष्क्रियता से गतिशीलता में परिवर्तन से गुजरते हैं। SST में निवासी शुक्राणु गतिशीलता के अवरोध को शुक्राणु के लंबे भंडारण समय और फिर SST छोड़ने के बाद कायाकल्प की व्याख्या करने के लिए प्रस्तावित किया गया है। हाइपोक्सिक स्थितियों के तहत, मात्सुजाकी एट अल। 1 ने SST में लैक्टेट के उच्च उत्पादन और रिलीज की सूचना दी, जिससे निवासी शुक्राणु गतिशीलता का अवरोध हो सकता है। इस मामले में, शुक्राणु रियोलॉजी का महत्व शुक्राणुओं के चयन और अवशोषण में परिलक्षित होता है, न कि उनके भंडारण में।
शुक्राणु समूहन पैटर्न को एसएसटी में शुक्राणुओं के लंबे भंडारण अवधि के लिए एक प्रशंसनीय स्पष्टीकरण माना जाता है, क्योंकि यह पोल्ट्री2,22,23 में शुक्राणु प्रतिधारण का एक सामान्य पैटर्न है। बाकस्ट एट अल 2 ने देखा कि अधिकांश शुक्राणु एक-दूसरे से चिपक जाते हैं, जिससे जालदार समूह बन जाते हैं और बटेर सीसीएम में एकल शुक्राणु बहुत कम पाए जाते हैं। दूसरी ओर, वेन एट अल 24 ने मुर्गियों में एसएसटी लुमेन में अधिक बिखरे हुए शुक्राणुओं और कम शुक्राणुओं के गुच्छे देखे। इन अवलोकनों के आधार पर, यह माना जा सकता है कि शुक्राणु समूहन की प्रवृत्ति पक्षियों के बीच और एक ही स्खलन में शुक्राणुओं के बीच भिन्न होती है। इसके अलावा, वैन क्रे एट अल 9 ने सुझाव दिया इस परिकल्पना के अनुसार, कम एकत्रीकरण क्षमता वाले शुक्राणुओं को पहले SST से बाहर निकाला जाना चाहिए। इस संदर्भ में, शुक्राणुओं की एकत्रीकरण की क्षमता गंदे पक्षियों में शुक्राणु प्रतिस्पर्धा के परिणाम को प्रभावित करने वाला एक कारक हो सकता है। इसके अलावा, जितना अधिक समय तक एकत्रित शुक्राणु अलग होते हैं, उतनी ही अधिक समय तक प्रजनन क्षमता बनी रहती है।
हालाँकि कई अध्ययनों में शुक्राणुओं का एकत्रीकरण और बंडलों में एकत्रीकरण देखा गया है2,22,24, लेकिन एसएसटी के भीतर उनके गतिज अवलोकन की जटिलता के कारण उनका विस्तार से वर्णन नहीं किया गया है। इन विट्रो में शुक्राणु समूहन का अध्ययन करने के कई प्रयास किए गए हैं। पतले तार को लटकते हुए बीज की बूंद से हटाने पर व्यापक लेकिन क्षणिक एकत्रीकरण देखा गया। यह इस तथ्य की ओर ले जाता है कि बूंद से एक लम्बा बुलबुला निकलता है, जो वीर्य ग्रंथि की नकल करता है। 3डी सीमाओं और कम ड्रिप सुखाने के समय के कारण, पूरा ब्लॉक जल्दी ही जीर्णता में गिर गया9। वर्तमान अध्ययन में, शार्कशी मुर्गियों और माइक्रोफ्लुइडिक चिप्स का उपयोग करके, हम यह वर्णन करने में सक्षम थे कि ये गुच्छे कैसे बनते हैं और कैसे चलते हैं। वीर्य संग्रह के तुरंत बाद शुक्राणु बंडल बनते हैं और प्रवाह में मौजूद होने पर सकारात्मक रियोलॉजी दिखाते हुए सर्पिल में चलते पाए जाते हैं। इसके अलावा, जब मैक्रोस्कोपिक रूप से देखा जाता है, तो शुक्राणु बंडलों को अलग-थलग शुक्राणुओं की तुलना में गतिशीलता की रैखिकता को बढ़ाते हुए देखा गया है। इससे पता चलता है कि शुक्राणुओं का समूहन SST प्रवेश से पहले हो सकता है और शुक्राणुओं का उत्पादन तनाव के कारण एक छोटे क्षेत्र तक सीमित नहीं है जैसा कि पहले सुझाया गया था (टिंगारी और लेक12)। गुच्छा निर्माण के दौरान, शुक्राणु एक जंक्शन बनाने तक समन्वय में तैरते हैं, फिर उनकी पूंछ एक दूसरे के चारों ओर लपेटती हैं और शुक्राणु का सिर मुक्त रहता है, लेकिन शुक्राणु की पूंछ और दूरस्थ भाग एक चिपचिपे पदार्थ से चिपक जाते हैं। इसलिए, स्नायुबंधन का मुक्त सिर आंदोलन के लिए जिम्मेदार होता है, जो स्नायुबंधन के बाकी हिस्सों को खींचता है। शुक्राणु बंडलों की स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी ने जुड़े हुए शुक्राणुओं के सिर को बहुत सारे चिपचिपे पदार्थ से ढका हुआ दिखाया,
जब शुक्राणु स्मीयर को एक्रिडीन ऑरेंज से रंगा जाता है, तो शुक्राणु कोशिकाओं के चारों ओर बाह्य कोशिकीय चिपकने वाला पदार्थ फ्लोरोसेंट माइक्रोस्कोप के नीचे देखा जा सकता है। यह पदार्थ शुक्राणु बंडलों को किसी भी आस-पास की सतह या कणों से चिपकने और चिपकने की अनुमति देता है ताकि वे आस-पास के प्रवाह के साथ बह न जाएं। इस प्रकार, हमारे अवलोकन मोबाइल बंडलों के रूप में शुक्राणु आसंजन की भूमिका दिखाते हैं। धारा के विपरीत तैरने और आस-पास की सतहों से चिपके रहने की उनकी क्षमता शुक्राणु को एसएसटी में लंबे समय तक रहने देती है।
रोथ्सचाइल्ड25 ने निलंबन की एक बूंद में गोजातीय वीर्य के तैरते वितरण का अध्ययन करने के लिए एक हेमोसाइटोमेट्री कैमरा का उपयोग किया, माइक्रोस्कोप के ऊर्ध्वाधर और क्षैतिज दोनों ऑप्टिकल अक्ष वाले कैमरे के माध्यम से फोटोमाइक्रोग्राफ लिया। परिणामों से पता चला कि शुक्राणु कक्ष की सतह की ओर आकर्षित हुए थे। लेखकों का सुझाव है कि शुक्राणु और सतह के बीच हाइड्रोडायनामिक इंटरैक्शन हो सकते हैं। इसे ध्यान में रखते हुए, शर्काशी चूजे के वीर्य की चिपचिपे गुच्छे बनाने की क्षमता के साथ, यह संभावना बढ़ सकती है कि वीर्य एसएसटी दीवार से चिपक जाएगा और लंबे समय तक संग्रहीत रहेगा।
बीसीसीटी और अफजेलियू26 ने बताया कि शुक्राणु ग्लाइकोकैलिक्स युग्मक पहचान और समूहन के लिए आवश्यक है। फ़ॉर्मन10 ने देखा कि एवियन वीर्य को न्यूरामिनिडेस से उपचारित करके ग्लाइकोप्रोटीन-ग्लाइकोलिपिड कोटिंग्स में α-ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड के हाइड्रोलिसिस के परिणामस्वरूप शुक्राणु गतिशीलता को प्रभावित किए बिना प्रजनन क्षमता में कमी आई। लेखकों का सुझाव है कि ग्लाइकोकैलिक्स पर न्यूरामिनिडेस का प्रभाव गर्भाशय-योनि जंक्शन पर शुक्राणु निक्षेपण को बाधित करता है, जिससे प्रजनन क्षमता कम हो जाती है। उनके अवलोकन इस संभावना को नज़रअंदाज़ नहीं कर सकते कि न्यूरामिनिडेस उपचार शुक्राणु और डिंब कोशिका पहचान को कम कर सकता है। फ़ॉर्मन और एंगेल10 ने पाया कि जब मुर्गियों को न्यूरामिनिडेस से उपचारित वीर्य से योनि के अंदर से गर्भाधान कराया गया तो प्रजनन क्षमता कम हो गई। हालांकि, न्यूरामिनिडेस उपचारित शुक्राणु के साथ आईवीएफ ने नियंत्रण मुर्गियों की तुलना में प्रजनन क्षमता को प्रभावित नहीं किया। लेखकों ने निष्कर्ष निकाला कि शुक्राणु झिल्ली के चारों ओर ग्लाइकोप्रोटीन-ग्लाइकोलिपिड कोटिंग में परिवर्तन से गर्भाशय-योनि जंक्शन पर शुक्राणुओं के निषेचन की क्षमता कम हो जाती है, जिससे गर्भाशय-योनि जंक्शन की गति के कारण शुक्राणुओं की हानि बढ़ जाती है, लेकिन शुक्राणु और अंडे की पहचान प्रभावित नहीं होती है।
टर्की में बैक्स्ट और बाउचन 11 को एसएसटी के लुमेन में छोटी पुटिकाएं और झिल्ली के टुकड़े मिले और उन्होंने देखा कि इनमें से कुछ कणिकाएं शुक्राणु झिल्ली के साथ जुड़ गए थे। लेखकों का सुझाव है कि ये संबंध एसएसटी में शुक्राणुओं के दीर्घकालिक भंडारण में योगदान कर सकते हैं। हालांकि, शोधकर्ताओं ने इन कणों के स्रोत को निर्दिष्ट नहीं किया, कि क्या वे सीसीटी उपकला कोशिकाओं द्वारा स्रावित होते हैं, पुरुष प्रजनन प्रणाली द्वारा उत्पादित और स्रावित होते हैं, या शुक्राणु द्वारा स्वयं उत्पादित होते हैं। इसके अलावा, ये कण समूहन के लिए जिम्मेदार होते हैं। ग्रुट्ज़नर एट अल27 ने बताया कि एपिडीडिमल उपकला कोशिकाएं एक विशिष्ट प्रोटीन का उत्पादन और स्राव करती हैं जो एकल-छिद्र वाले सेमिनल ट्रैक्ट के निर्माण के लिए आवश्यक है SPARC छोटी चोंच वाले इकिडना और प्लैटिपस में शुक्राणु गुच्छों के निर्माण में शामिल है। इन किरणों का बिखराव इस प्रोटीन के नुकसान से जुड़ा हुआ है।
वर्तमान अध्ययन में, इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी का उपयोग करके अल्ट्रास्ट्रक्चरल विश्लेषण से पता चला कि शुक्राणुओं ने बहुत अधिक मात्रा में सघन पदार्थ का पालन किया। इन पदार्थों को चिपकने वाले सिरों के बीच और उसके आसपास संघनित होने वाले समूहन के लिए जिम्मेदार माना जाता है, लेकिन पूंछ क्षेत्र में कम सांद्रता में। हम मानते हैं कि यह समूहन पदार्थ पुरुष प्रजनन प्रणाली (एपिडीडिमिस या वास डेफेरेंस) से वीर्य के साथ उत्सर्जित होता है, क्योंकि हम अक्सर वीर्य को स्खलन के दौरान लसीका और सेमिनल प्लाज्मा से अलग होते हुए देखते हैं। यह बताया गया है कि जैसे ही एवियन शुक्राणु एपिडीडिमिस और वास डेफेरेंस से गुजरते हैं, वे परिपक्वता से संबंधित परिवर्तनों से गुजरते हैं जो प्रोटीन को बांधने और प्लाज्मा लेम्मा-संबंधित ग्लाइकोप्रोटीन प्राप्त करने की उनकी क्षमता का समर्थन करते हैं। एसएसटी में निवासी शुक्राणु झिल्ली पर इन प्रोटीनों की दृढ़ता से पता चलता है कि ये प्रोटीन शुक्राणु झिल्ली स्थिरता 30 के अधिग्रहण को प्रभावित कर सकते हैं और उनकी प्रजनन क्षमता 31 निर्धारित कर सकते हैं। अहमद एट अल32 ने बताया कि पुरुष प्रजनन प्रणाली के विभिन्न भागों (वृषण से लेकर दूरस्थ शुक्रवाहिका तक) से प्राप्त शुक्राणुओं में, भंडारण तापमान की परवाह किए बिना, तरल भंडारण की स्थितियों में व्यवहार्यता में उत्तरोत्तर वृद्धि देखी गई, तथा कृत्रिम गर्भाधान के बाद मुर्गियों में भी फैलोपियन ट्यूब में व्यवहार्यता बढ़ जाती है।
शार्काशी चिकन स्पर्म टफ्ट्स में अन्य प्रजातियों जैसे कि इकिडना, प्लैटिपस, वुड चूहे, हिरण चूहे और गिनी पिग की तुलना में अलग-अलग विशेषताएं और कार्य होते हैं। शार्काशी चिकन में, शुक्राणु बंडलों के निर्माण ने एकल शुक्राणुओं की तुलना में उनकी तैरने की गति को कम कर दिया। हालाँकि, इन बंडलों ने रियोलॉजिकल रूप से सकारात्मक शुक्राणुओं के प्रतिशत को बढ़ा दिया और शुक्राणुओं की गतिशील वातावरण में खुद को स्थिर करने की क्षमता को बढ़ा दिया। इस प्रकार, हमारे परिणाम पिछले सुझाव की पुष्टि करते हैं कि SST में शुक्राणु समूहन दीर्घकालिक शुक्राणु भंडारण से जुड़ा हुआ है। हम यह भी परिकल्पना करते हैं कि शुक्राणुओं के गुच्छे बनाने की प्रवृत्ति SST में शुक्राणु हानि की दर को नियंत्रित कर सकती है, जो शुक्राणु प्रतियोगिता के परिणाम को बदल सकती है। इस धारणा के अनुसार, कम समूहन क्षमता वाले शुक्राणु पहले SST छोड़ते हैं, जबकि उच्च समूहन क्षमता वाले शुक्राणु अधिकांश संतान पैदा करते हैं। एकल-छिद्रित शुक्राणु बंडलों का निर्माण फायदेमंद है और माता-पिता-बच्चे के अनुपात को प्रभावित करता है, लेकिन एक अलग तंत्र का उपयोग करता है। इकिडना और प्लैटिपस में, शुक्राणुओं को किरण की आगे की गति बढ़ाने के लिए एक दूसरे के समानांतर व्यवस्थित किया जाता है। इकिडना के बंडल एकल शुक्राणुओं की तुलना में लगभग तीन गुना तेज़ चलते हैं। ऐसा माना जाता है कि इकिडना में इस तरह के शुक्राणु गुच्छों का निर्माण प्रभुत्व बनाए रखने के लिए एक विकासवादी अनुकूलन है, क्योंकि मादाएं कामुक होती हैं और आमतौर पर कई नरों के साथ संभोग करती हैं। इसलिए, विभिन्न स्खलनों से शुक्राणु अंडे के निषेचन के लिए जमकर प्रतिस्पर्धा करते हैं।
शार्कसी मुर्गियों के एग्लूटिनेटेड शुक्राणुओं को चरण विपरीत माइक्रोस्कोपी का उपयोग करके आसानी से देखा जा सकता है, जिसे लाभप्रद माना जाता है क्योंकि यह इन विट्रो में शुक्राणुओं के व्यवहार का आसान अध्ययन करने की अनुमति देता है। जिस तंत्र द्वारा शुक्राणु गुच्छा गठन शार्कसी मुर्गियों में प्रजनन को बढ़ावा देता है वह भी कुछ प्लेसेंटल स्तनधारियों में देखे जाने वाले से अलग है जो सहकारी शुक्राणु व्यवहार का प्रतिनिधित्व करते हैं जैसे कि वुड चूहे, जहां कुछ शुक्राणु अंडे तक पहुंचते हैं, अन्य संबंधित व्यक्तियों को उनके अंडों तक पहुंचने और उन्हें नुकसान पहुंचाने में मदद करते हैं। खुद को साबित करने के लिए। परोपकारी व्यवहार। स्व-निषेचन 34. शुक्राणुओं में सहकारी व्यवहार का एक और उदाहरण हिरण चूहों में पाया गया, जहां शुक्राणु सबसे आनुवंशिक रूप से संबंधित शुक्राणुओं की पहचान करने और उनके साथ जुड़ने में सक्षम थे और असंबंधित शुक्राणुओं की तुलना में अपनी गति बढ़ाने के लिए सहकारी समूह बनाते थे35.
इस अध्ययन में प्राप्त परिणाम SWS में शुक्राणुओं के दीर्घकालिक भंडारण के फोमन के सिद्धांत का खंडन नहीं करते हैं। शोधकर्ता बताते हैं कि शुक्राणु कोशिकाएं लंबे समय तक SST की परत वाली उपकला कोशिकाओं के प्रवाह में चलती रहती हैं और एक निश्चित समय के बाद शुक्राणु कोशिकाओं के ऊर्जा भंडार समाप्त हो जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप गति में कमी आती है जिससे छोटे आणविक भार वाले पदार्थों को बाहर निकाला जा सकता है। SST के लुमेन से तरल पदार्थ के प्रवाह के साथ शुक्राणुओं की ऊर्जा फैलोपियन ट्यूब की गुहा में चली जाती है। वर्तमान अध्ययन में, हमने देखा कि आधे एकल शुक्राणुओं ने बहते तरल पदार्थों के खिलाफ तैरने की क्षमता दिखाई और बंडल में उनके आसंजन ने सकारात्मक रियोलॉजी दिखाने की उनकी क्षमता में वृद्धि की। इसके अलावा, हमारा डेटा मात्सुजाकी एट अल. 1 के डेटा के अनुरूप है जिन्होंने बताया कि SST में हालांकि, हमारे परिणाम शुक्राणु गतिशील स्नायुबंधन के गठन और माइक्रोचैनल के भीतर एक गतिशील वातावरण की उपस्थिति में उनके रियोलॉजिकल व्यवहार का वर्णन करते हैं ताकि एसएसटी में उनके व्यवहार को स्पष्ट किया जा सके। भविष्य के शोध में एग्लूटिनेटिंग एजेंट की रासायनिक संरचना और उत्पत्ति का निर्धारण करने पर ध्यान केंद्रित किया जा सकता है, जो निस्संदेह शोधकर्ताओं को तरल वीर्य को संग्रहीत करने और प्रजनन की अवधि बढ़ाने के नए तरीके विकसित करने में मदद करेगा।
अध्ययन में शुक्राणु दाताओं के रूप में पंद्रह 30 सप्ताह के नंगे गर्दन वाले नर शार्कासी (होमोजीगस डोमिनेंट; ना ना) का चयन किया गया। पक्षियों को मिस्र के अशित गवर्नरेट के अशित विश्वविद्यालय के कृषि संकाय के अनुसंधान पोल्ट्री फार्म में पाला गया था। पक्षियों को अलग-अलग पिंजरों (30 x 40 x 40 सेमी) में रखा गया था, उन्हें एक प्रकाश कार्यक्रम (16 घंटे प्रकाश और 8 घंटे अंधेरा) के अधीन किया गया था और उन्हें 160 ग्राम कच्चा प्रोटीन, 2800 किलो कैलोरी चयापचय ऊर्जा, 35 ग्राम कैल्शियम युक्त आहार दिया गया था। प्रति किलोग्राम आहार में 5 ग्राम उपलब्ध फास्फोरस।
डेटा 36, ​​37 के अनुसार, पेट की मालिश करके पुरुषों से वीर्य एकत्र किया गया था। 3 दिनों में 15 पुरुषों से कुल 45 वीर्य के नमूने एकत्र किए गए। वीर्य (n = 15/दिन) को तुरंत बेल्सविले पोल्ट्री सीमेन डिल्यूएंट के साथ 1:1 (v:v) पतला किया गया, जिसमें पोटेशियम डाइफॉस्फेट (1.27 ग्राम), मोनोसोडियम ग्लूटामेट मोनोहाइड्रेट (0.867 ग्राम), फ्रुक्टोज (0.5 डी) निर्जल सोडियम शामिल हैं। एसीटेट (0.43 ग्राम), ट्रिस (हाइड्रॉक्सीमेथिल) एमिनोमेथेन (0.195 ग्राम), पोटेशियम साइट्रेट मोनोहाइड्रेट (0.064 ग्राम), पोटेशियम मोनोफॉस्फेट (0.065 ग्राम), मैग्नीशियम क्लोराइड (0.034 ग्राम) और H2O (100 मिली), pH = 7, वीर्य की अच्छी गुणवत्ता (नमी) सुनिश्चित करने के लिए, पहले पतले वीर्य के नमूनों की जांच एक प्रकाश सूक्ष्मदर्शी के नीचे की गई, तथा उसके बाद उन्हें संग्रहण के बाद आधे घंटे के भीतर उपयोग होने तक 37°C तापमान पर जल में रखा गया।
शुक्राणुओं की गतिकी और रियोलॉजी का वर्णन माइक्रोफ्लुइडिक उपकरणों की एक प्रणाली का उपयोग करके किया जाता है। वीर्य के नमूनों को बेल्ट्सविले एवियन सीमेन डिल्यूएंट में 1:40 तक पतला किया गया, एक माइक्रोफ्लुइडिक डिवाइस (नीचे देखें) में लोड किया गया, और गतिज मापदंडों को माइक्रोफ्लुइडिक्स लक्षण वर्णन के लिए पहले से विकसित एक कम्प्यूटरीकृत वीर्य विश्लेषण (CASA) प्रणाली का उपयोग करके निर्धारित किया गया। तरल मीडिया में शुक्राणुओं की गतिशीलता पर (मैकेनिकल इंजीनियरिंग विभाग, इंजीनियरिंग संकाय, असीउट विश्वविद्यालय, मिस्र)। प्लगइन को यहां से डाउनलोड किया जा सकता है: http://www.assiutmicrofluidics.com/research/casa39. वक्र वेग (VCL, μm/s), रैखिक वेग (VSL, μm/s) और औसत प्रक्षेपवक्र वेग (VAP, μm/s) मापा गया। शुक्राणुओं के वीडियो एक उल्टे ऑप्टिका एक्सडीएस-3 चरण कंट्रास्ट माइक्रोस्कोप (40x उद्देश्य के साथ) का उपयोग करके 3 एस के लिए 30 एफपीएस पर एक टक्सन आईएसएच1000 कैमरे से जोड़ा गया था। प्रति नमूने कम से कम तीन क्षेत्रों और 500 शुक्राणु प्रक्षेप पथ का अध्ययन करने के लिए CASA सॉफ्टवेयर का उपयोग करें। रिकॉर्ड किए गए वीडियो को एक घर में बने CASA का उपयोग करके प्रोसेस किया गया था। CASA प्लग-इन में गतिशीलता की परिभाषा प्रवाह दर की तुलना में शुक्राणु की तैरने की गति पर आधारित है, और इसमें अन्य पैरामीटर जैसे कि अगल-बगल की गति शामिल नहीं है, क्योंकि द्रव प्रवाह में इसे अधिक विश्वसनीय पाया गया है। रियोलॉजिकल गति को शुक्राणु कोशिकाओं की द्रव प्रवाह की दिशा के विपरीत गति के रूप में वर्णित किया गया है।
उपयोग किए गए सभी रसायन एल्गोमोरिया फार्मास्यूटिकल्स (काहिरा, मिस्र) से प्राप्त किए गए थे जब तक कि अन्यथा उल्लेख न किया गया हो। डिवाइस का निर्माण एल-शेरी एट अल द्वारा वर्णित अनुसार किया गया था। 40 कुछ संशोधनों के साथ। माइक्रोचैनल बनाने के लिए इस्तेमाल की गई सामग्रियों में ग्लास प्लेट्स (हॉवर्ड ग्लास, वॉर्सेस्टर, एमए), एसयू-8-25 नेगेटिव रेसिस्ट (माइक्रोकेम, न्यूटन, सीए), डायसेटोन अल्कोहल (सिग्मा एल्ड्रिच, स्टीनहेम, जर्मनी) और पॉलीएसीटोन शामिल थे। -184, डॉव कॉर्निंग, मिडलैंड, मिशिगन)। सॉफ्ट लिथोग्राफी का उपयोग करके माइक्रोचैनल बनाए जाते हैं। सबसे पहले, वांछित माइक्रोचैनल डिज़ाइन वाला एक स्पष्ट सुरक्षात्मक फेस मास्क एक उच्च रिज़ॉल्यूशन प्रिंटर (प्रिज्मेटिक, काहिरा, मिस्र और प्रशांत कला और डिज़ाइन, मार्खम, ओएन) पर मुद्रित किया गया था। प्लेटों को एसीटोन, आइसोप्रोपेनॉल और डीआयनाइज्ड पानी में साफ किया गया और फिर स्पिन कोटिंग (3000 आरपीएम, 1 मिनट) द्वारा SU8-25 की 20 µm परत के साथ लेपित किया गया। फिर SU-8 परतों को धीरे से सुखाया गया (65°C, 2 मिनट और 95°C, 10 मिनट) और 50 सेकंड के लिए UV विकिरण के संपर्क में रखा गया। एक्सपोज़र के बाद SU-8 परतों को क्रॉसलिंक करने के लिए 65°C और 95°C पर 1 मिनट और 4 मिनट के लिए बेक करें, उसके बाद 6.5 मिनट के लिए डायएसीटोन अल्कोहल में डेवलपमेंट करें। SU-8 परत को और अधिक ठोस बनाने के लिए वफ़ल को हार्ड बेक करें (15 मिनट के लिए 200°C)।
PDMS को मोनोमर और हार्डनर को 10:1 के वजन अनुपात में मिलाकर तैयार किया गया, फिर एक वैक्यूम डेसीकेटर में डीगैस किया गया और SU-8 मुख्य फ्रेम पर डाला गया। PDMS को एक ओवन (120°C, 30 मिनट) में ठीक किया गया, फिर चैनलों को काट दिया गया, मास्टर से अलग किया गया, और माइक्रोचैनल के इनलेट और आउटलेट पर ट्यूबों को जोड़ने की अनुमति देने के लिए छिद्रित किया गया। अंत में, PDMS माइक्रोचैनल को पोर्टेबल कोरोना प्रोसेसर (इलेक्ट्रो-टेक्निक प्रोडक्ट्स, शिकागो, IL) का उपयोग करके माइक्रोस्कोप स्लाइड्स से स्थायी रूप से जोड़ा गया, जैसा कि अन्यत्र वर्णित है। इस अध्ययन में उपयोग किए गए माइक्रोचैनल का माप 200 µm × 20 µm (W × H) है और यह 3.6 सेमी लंबा है।
माइक्रोचैनल के अंदर हाइड्रोस्टेटिक दबाव द्वारा प्रेरित द्रव प्रवाह, इनलेट जलाशय में द्रव स्तर को आउटलेट जलाशय में ऊंचाई अंतर Δh39 से ऊपर बनाए रखकर प्राप्त किया जाता है (चित्र 1)।
जहाँ f घर्षण गुणांक है, जिसे आयताकार चैनल में लेमिनार प्रवाह के लिए f = C/Re के रूप में परिभाषित किया गया है, जहाँ C चैनल के पहलू अनुपात पर निर्भर एक स्थिरांक है, L माइक्रोचैनल की लंबाई है, Vav माइक्रोचैनल के अंदर औसत वेग है, Dh चैनल का हाइड्रोलिक व्यास है, g - गुरुत्वाकर्षण का त्वरण। इस समीकरण का उपयोग करके, औसत चैनल वेग की गणना निम्न समीकरण का उपयोग करके की जा सकती है: