Nature.com сайтына киргениңиз үчүн рахмат. Сиз колдонуп жаткан браузердин версиясында CSS колдоосу чектелүү. Эң жакшы тажрыйба алуу үчүн, жаңыртылган браузерди колдонууну сунуштайбыз (же Internet Explorerде шайкештик режимин өчүрүңүз). Ошол эле учурда, үзгүлтүксүз колдоону камсыз кылуу үчүн, биз сайтты стилдерсиз жана JavaScriptсиз көрсөтөбүз.
Канаттуулардын төрөт деңгээли алардын сперма сактоочу түтүкчөлөрдө (SST) узак убакыт бою жетиштүү жашоого жөндөмдүү сперманы сактоо жөндөмүнө жараша болот. Сперматозоиддердин SSTге кирүүсү, жайгашуусу жана чыгышынын так механизми талаш-тартыштуу бойдон калууда. Шаркаси тоокторунун спермалары агглютинацияга жогорку тенденцияны көрсөтүп, көптөгөн клеткаларды камтыган кыймылдуу жипче сымал түйүндөрдү пайда кылган. Тунук эмес жатын түтүгүндө сперманын кыймылдуулугун жана жүрүм-турумун байкоо кыйын болгондуктан, биз сперманын агглютинациясын жана кыймылдуулугун изилдөө үчүн сперманыкындай микроканалдын кесилишине окшош микрофлюиддик аппаратты колдондук. Бул изилдөөдө сперма түйүндөрү кантип пайда болору, алардын кантип кыймылдаары жана алардын SSTде сперманын жайгашуусун узартуудагы мүмкүн болгон ролу талкууланат. Биз гидростатикалык басым менен микрофлюиддик каналда суюктук агымы пайда болгондо сперманын ылдамдыгын жана реологиялык жүрүм-турумун изилдедик (агым ылдамдыгы = 33 мкм/с). Сперматозоиддер агымга каршы сүзүүгө жакын (оң реология) жана сперма түйүнүнүн ылдамдыгы бир спермага салыштырмалуу бир кыйла төмөндөйт. Сперматозоид түйүндөрү спираль боюнча кыймылдап, бир сперма көбүрөөк тартылган сайын узундугу менен калыңдыгынын көбөйгөнү байкалган. Сперматозоиддердин түйүндөрү суюктуктун агымынын ылдамдыгы > 33 мкм/с менен чайпалбашы үчүн микрофлюиддик каналдардын капталдарына жакындап жана жабышып жатканы байкалган. Сперматозоиддердин түйүндөрү суюктуктун агымынын ылдамдыгы > 33 мкм/с менен чайпалбашы үчүн микрофлюиддик каналдардын капталдарына жакындап жана жабышып жатканы байкалган. Было замечено, что пучки сперматозоидов приближаются и прилипают к боковым стенкам микрофлюидных каналов, чтобы избежать сметания со скоростью потока жидкости> 33 мкм / с. Суюктуктун агымынын ылдамдыгы >33 мкм/с болгондо сперматозоиддердин түйүндөрү микрофлюиддик каналдардын каптал дубалдарына жакындап, жабышып калганы байкалган.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/s 3333 μm/s 扫过。 Было замечено, что пучки сперматозоидов приближаются и прилипают к боковым стенкам микрожидкостного канала, чтобы избежать сметания потоком жидкости со скоростью > 33 мкм/с. Сперматозоиддердин түйүндөрү >33 мкм/с ылдамдыктагы суюктуктун агымы менен сүзүлүп кетпеши үчүн микрофлюиддик каналдын каптал дубалдарына жакындап, жабышып калганы байкалган.Сканерлөө жана трансмиссиялык электрондук микроскопия сперма түйүндөрүнүн тыгыз материал менен бекемделгенин көрсөттү. Алынган маалыматтар Шарказинин тоок спермаларынын уникалдуу кыймылдуулугун, ошондой эле спермалардын агглютинацияланып, кыймылдуу түйүндөр түзүү жөндөмүн көрсөтөт, бул спермалардын SMTде узак мөөнөткө сакталышын жакшыраак түшүнүүгө өбөлгө түзөт.
Адамдарда жана көпчүлүк жаныбарларда уруктандыруу үчүн сперма жана жумуртка клеткалары уруктандыруу жерине туура убакта келиши керек. Ошондуктан, жупташуу овуляциядан мурун же ошол учурда болушу керек. Башка жагынан алганда, иттер сыяктуу кээ бир сүт эмүүчүлөр, ошондой эле курт-кумурскалар, балыктар, сойлоп жүрүүчүлөр жана канаттуулар сыяктуу сүт эмүүчү эмес түрлөр сперманы жумурткалары уруктандырууга даяр болгонго чейин (асинхрондук уруктандыруу 1) көбөйүү органдарында узак убакытка сакташат. Канаттуулар жумурткаларды уруктандырууга жөндөмдүү сперманын жашоого жөндөмдүүлүгүн 2-10 жума бою сактай алышат2.
Бул канаттууларды башка жаныбарлардан айырмалап турган уникалдуу өзгөчөлүк, анткени ал бир нече жума бою бир эле уруктандыруудан кийин бир эле учурда жупташуу жана овуляция болбостон уруктандыруунун жогорку ыктымалдуулугун камсыз кылат. Сперматозоиддерди сактоочу негизги орган, сперма сактоочу түтүкчө (SST), жатын кынынын туташуусундагы ички былжырлуу бүктөштөрдө жайгашкан. Бүгүнкү күнгө чейин сперматозоиддердин сперма банкына кирүү, жашоо жана чыгуу механизмдери толук түшүнүктүү эмес. Мурунку изилдөөлөргө таянып, көптөгөн гипотезалар айтылган, бирок алардын бири да тастыкталган эмес.
Forman4 сперматозоиддер SST эпителий клеткаларында жайгашкан белок каналдары аркылуу суюктуктун агымынын багытына каршы үзгүлтүксүз термелүү кыймылы аркылуу SST көңдөйүндө жашайт деген гипотезаны айткан (реология). SST люменинде сперманы кармап туруу үчүн зарыл болгон туруктуу флагеллярдык активдүүлүктөн улам АТФ азаят жана кыймылдуулук акырында сперма суюктук агымы менен сперма банкынан чыгарылып, сперманы уруктандыруу үчүн өйдө көтөрүлүүчү фаллопиялык түтүк аркылуу жаңы сапар баштаганга чейин төмөндөйт. Жумуртка (Forman4). Сперманы сактоонун бул модели SST эпителий клеткаларында бар болгон 2, 3 жана 9 аквапориндерди иммуноцитохимия аркылуу аныктоо менен колдоого алынат. Бүгүнкү күнгө чейин тооктун сперма реологиясы жана анын SST сактоодогу, кындын сперма тандоосундагы жана сперма атаандаштыгындагы ролу боюнча изилдөөлөр жетишсиз. Тооктордо сперма табигый жупташуудан кийин кынга кирет, бирок жупташуудан көп өтпөй сперманын 80% дан ашыгы кындан чыгарылат. Бул кын канаттууларда сперма тандоонун негизги орду экенин көрсөтүп турат. Мындан тышкары, кынга уруктандырылган сперматозоиддердин 1% дан азы SSTs2ге айланаары кабарланган. Жөжөлөрдү кынга жасалма жол менен уруктандырууда, SSTге жеткен сперматозоиддердин саны уруктандыруудан 24 саат өткөндөн кийин көбөйөт. Азырынча бул процессте сперматозоиддерди тандоо механизми белгисиз жана сперматозоиддердин кыймылдуулугу SST спермаларын сиңирүүдө маанилүү ролду ойношу мүмкүн. Жатын түтүкчөлөрүнүн калың жана тунук эмес дубалдарынан улам, канаттуулардын жатын түтүкчөлөрүндөгү сперматозоиддердин кыймылдуулугун түздөн-түз көзөмөлдөө кыйын. Ошондуктан, уруктандыруудан кийин сперматозоиддердин SSTге кантип өтүшү жөнүндө негизги билимибиз жок.
Реология жакында эле сүт эмүүчүлөрдүн жыныс органдарында сперманын ташылышын көзөмөлдөгөн маанилүү фактор катары таанылды. Кыймылдуу сперматозоиддердин каршы агымды миграциялоо жөндөмүнө таянып, Заферани жана башкалар corra микрофлюиддик системасын колдонуп, кармалган сперма үлгүлөрүнөн кыймылдуу сперматозоиддерди пассивдүү түрдө бөлүп алышкан. Сперманы сорттоонун бул түрү медициналык тукумсуздукту дарылоо жана клиникалык изилдөөлөр үчүн абдан маанилүү жана убакытты жана эмгекти көп талап кылган, сперманын морфологиясын жана структуралык бүтүндүгүн бузушу мүмкүн болгон салттуу ыкмаларга караганда артыкчылыктуу. Бирок, бүгүнкү күнгө чейин тооктордун жыныс органдарынан бөлүнүп чыккан суюктуктардын сперманын кыймылдуулугуна тийгизген таасири боюнча эч кандай изилдөөлөр жүргүзүлө элек.
Сперматозоиддердин SSTде сакталып турушун камсыз кылган механизмге карабастан, көптөгөн изилдөөчүлөр резидент сперматозоиддер 9, 10 тооктордун, 2 бөдөнөлөрдүн жана 11 үндүктөрдүн SSTде бири-бирине биригип, агглютинацияланган сперматозоиддердин түйүндөрүн пайда кылаарын байкашкан. Авторлор бул агглютинация менен SSTде сперматозоиддердин узак мөөнөткө сакталышынын ортосунда байланыш бар деп божомолдошот.
Тингари жана Лейк12 тооктун сперма кабыл алуучу безиндеги сперматозоиддердин ортосунда күчтүү байланыш бар экенин билдиришип, канаттуулардын спермалары сүт эмүүчүлөрдүн спермалары сыяктуу эле агглютинацияланабы деген суроону коюшкан. Алар кан агуучу түтүктөрдөгү спермалардын ортосундагы терең байланыштар кичинекей мейкиндикте көп сандагы сперманын болушунан келип чыккан стресстен улам болушу мүмкүн деп эсептешет.
Жаңы илинген айнек слайддардагы сперманын жүрүм-турумун баалоодо, айрыкча сперма тамчыларынын четтеринде агглютинациянын убактылуу белгилерин байкоого болот. Бирок, агглютинация көп учурда үзгүлтүксүз кыймыл менен байланышкан айлануу аракетинен улам бузулган, бул бул кубулуштун убактылуу мүнөзүн түшүндүрөт. Изилдөөчүлөр ошондой эле суюлткуч спермага кошулганда, узун "жип сымал" клетка агрегаттары пайда болгонун байкашкан.
Сперматозоидди туураган алгачкы аракеттер илинип турган тамчыдан ичке зымды алып салуу менен жасалган, натыйжада сперма тамчысынан узун сперма сымал көбүкчө чыгып турган. Сперматозоиддер дароо көбүкчөнүн ичинде параллель тизилген, бирок 3D чектөөсүнөн улам бүтүндөй бирдик тез эле жок болуп кеткен. Ошондуктан, сперманын агглютинациясын изилдөө үчүн, сперманын кыймылдуулугун жана жүрүм-турумун түздөн-түз обочолонгон сперма сактоочу түтүкчөлөрдө байкоо керек, муну ишке ашыруу кыйын. Ошондуктан, сперманын кыймылдуулугун жана агглютинация жүрүм-турумун изилдөөнү колдоо үчүн сперманы туураган аспапты иштеп чыгуу зарыл. Бриллард жана башкалар13 чоңдордогу сперма сактоочу түтүкчөлөрдүн орточо узундугу 400–600 мкм экенин, бирок кээ бир SSTлер 2000 мкмге чейин жетиши мүмкүн экенин билдиришкен. Меро жана Огасавара14 урук бездерин чоңойгон жана чоңойбогон сперма сактоочу түтүкчөлөргө бөлүшкөн, экөө тең узундугу (~500 мкм) жана моюнунун туурасы (~38 мкм) боюнча бирдей болгон, бирок түтүкчөлөрдүн орточо люменинин диаметри тиешелүүлүгүнө жараша 56,6 жана 56,6 мкм болгон. . тиешелүүлүгүнө жараша 11,2 мкм. Учурдагы изилдөөдө биз каналдын өлчөмү 200 мкм × 20 мкм (W × H) болгон микрофлюиддик түзүлүштү колдондук, анын кесилиши күчөтүлгөн SSTтин кесилишине бир аз жакын. Мындан тышкары, биз агып жаткан суюктуктагы сперманын кыймылдуулугун жана агглютинация жүрүм-турумун изилдедик, бул SST эпителий клеткалары тарабынан өндүрүлгөн суюктук сперманы люменде каршы агым (реологиялык) багытта кармап турат деген Формандын гипотезасына дал келет.
Бул изилдөөнүн максаты жатын түтүгүндөгү сперматозоиддердин кыймылдуулугун байкоо көйгөйлөрүн чечүү жана динамикалык чөйрөдө сперматозоиддердин реологиясын жана жүрүм-турумун изилдөөдөгү кыйынчылыктардан качуу болгон. Тооктун жыныс органдарындагы сперматозоиддердин кыймылдуулугун симуляциялоо үчүн гидростатикалык басымды түзүүчү микрофлюиддик түзүлүш колдонулган.
Суюлтулган сперма үлгүсүнүн бир тамчысы (1:40) микроканал түзүлүшүнө жүктөлгөндө, сперманын эки түрүн аныктоого мүмкүн болду (изоляцияланган сперма жана байланышкан сперма). Мындан тышкары, сперма агымга каршы сүзүүгө жакын болгон (реологиясы оң; 1, 2-видео). Сперматозоиддердин түйүндөрүнүн ылдамдыгы жалгыз сперматозоиддерге караганда төмөн болгону менен (p < 0,001), алар оң реотаксия көрсөткөн сперматозоиддердин пайызын көбөйткөн (p < 0,001; 2-таблица). Сперматозоиддердин түйүндөрүнүн ылдамдыгы жалгыз сперматозоиддерге караганда төмөн болгону менен (p < 0,001), алар оң реотаксия көрсөткөн сперматозоиддердин пайызын көбөйткөн (p < 0,001; 2-таблица). Хотя пучки сперматозоидов имели более низкую скорость, чем у одиночных сперматозоидов (p < 0,001), они увеличивали процент сперматозоидов, демонстрирующих положительный реотаксис (п < 0,001; таблица). Сперматозоиддердин түйүндөрүнүн ылдамдыгы бир сперматозоиддерге караганда төмөн болгону менен (p < 0,001), алар реотаксиске оң таасирин тийгизген сперматозоиддердин пайызын көбөйткөн (p < 0,001; 2-таблица).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 显示百分比 （p <0,001 ； 2。。。。。。））））） Хотя скорость пучков сперматозоидов была ниже, чем у одиночных сперматозоидов (p < 0,001), они увеличивали процент сперматозоидов с положительной реологией (б < 0,001; таблица 2). Сперматозоиддердин түйүндөрүнүн ылдамдыгы бир сперматозоиддердикине караганда төмөн болгону менен (p < 0,001), алар оң реологиясы менен сперматозоиддердин пайызын көбөйткөн (p < 0,001; 2-таблица).Жалгыз сперматозоиддердин жана түйүндөрүнүн реологиясы оң натыйжа берет, тиешелүүлүгүнө жараша болжол менен 53% жана 85% түзөт.
Шаркаси тоокторунун спермалары эякуляциядан кийин дароо ондогон особдордон турган сызыктуу түйүндөрдү пайда кылаары байкалган. Бул түйүндөр убакыттын өтүшү менен узундугу жана калыңдыгы боюнча чоңоюп, таркап кеткенге чейин бир нече саат бою in vitroдо калышы мүмкүн (3-видео). Бул жипче сымал түйүндөр эпидидиманын аягында пайда болгон эхидна спермаларына окшош формада. Шаркаши тоогунун спермасынын агглютинацияга жана чогултулгандан кийин бир мүнөткө жетпеген убакытта торчо түйүн пайда кылууга жакындыгы аныкталган. Бул нурлар динамикалуу жана жакын жердеги дубалдарга же статикалык нерселерге жабышып кала алат. Сперматозоид түйүндөрү сперма клеткаларынын ылдамдыгын төмөндөтсө да, макроскопиялык жактан алганда алардын сызыктуулугун жогорулатары айдан ачык. Түйүндөрдүн узундугу түйүндөрдө чогултулган спермалардын санына жараша өзгөрөт. Түйүндүн эки бөлүгү бөлүнүп алынган: агглютинацияланган сперманын эркин башын камтыган баштапкы бөлүгү жана куйругун жана сперманын бүт дисталдык учун камтыган терминалдык бөлүгү. Жогорку ылдамдыктагы камераны (950 кадр/сек) колдонуу менен, түйүндүн баштапкы бөлүгүндө агглютинацияланган сперматозоиддердин бош баштары байкалган, алар термелүү кыймылынан улам түйүндүн кыймылына жооп берип, калгандарын спираль сымал кыймыл менен түйүндүн ичине сүйрөп киришкен (4-видео). Бирок, узун түйүндөрдө кээ бир эркин сперматозоиддердин баштары денеге жабышып, түйүндүн акыркы бөлүгү түйүндү жылдырууга жардам берүүчү канатчалар катары кызмат кылаары байкалган.
Суюктуктун жай агымында сперматозоиддик түйүндөр бири-бирине параллель кыймылдайт, бирок алар бири-бирине жабышып, кыймылсыз турган нерселердин баарына жабышып калышат, ошондуктан агымдын ылдамдыгы жогорулаган сайын агым менен жуулуп кетпейт. Бир ууч сперматозоиддер бири-бирине жакындаганда түйүндөр пайда болот, алар синхрондуу кыймылдай башташат жана бири-бирин ороп, андан кийин жабышкак затка жабышып калышат. 1 жана 2-сүрөттөрдө сперматозоиддердин бири-бирине кантип жакындап, куйруктар бири-бирин ороп алганда түйүн пайда болору көрсөтүлгөн.
Изилдөөчүлөр сперма реологиясын изилдөө үчүн микроканалда суюктук агымын түзүү үчүн гидростатикалык басым жасашкан. Өлчөмү 200 мкм × 20 мкм (W × H) жана узундугу 3,6 мкм болгон микроканал колдонулган. Контейнерлердин ортосунда учтарында шприцтер орнотулган микроканалдарды колдонуңуз. Каналдарды көрүнүктүү кылуу үчүн тамак-аш боёгу колдонулган.
Дубалга өз ара туташтыруучу кабелдерди жана аксессуарларды байлаңыз. Видео фазалык контрасттуу микроскоп менен тартылган. Ар бир сүрөттө фазалык контрасттуу микроскопия жана картага түшүрүү сүрөттөрү көрсөтүлөт. (A) Эки агымдын ортосундагы байланыш спираль сымал кыймылдан улам агымга каршы турат (кызыл жебе). (B) Түтүк түйүнү менен канал дубалынын ортосундагы байланыш (кызыл жебелер), ошол эле учурда алар башка эки түйүнгө туташат (сары жебелер). (C) Микрофлюиддик каналдагы сперматозоиддик түйүндөр бири-бири менен туташа баштайт (кызыл жебелер), сперматозоиддик түйүндөрдөн турган торчо пайда болот. (D) Сперматозоиддик түйүндөр тармагынын пайда болушу.
Суюлтулган сперманын бир тамчысы микрофлюиддик түзүлүшкө салынып, агым пайда болгондо, сперма нурунун агымдын багытына каршы кыймылдаганы байкалган. Боо-боо микроканалдардын дубалдарына бекем орношот, ал эми боо-боо ...
Агымдын жогорку ылдамдыгында (V > 33 мкм/с), агымдын кыймыл күчүнө жакшыраак туруштук берүү үчүн көптөгөн жеке сперматозоиддерди кармоо аракетинде жипчелердин спираль кыймылы күчөйт. Агымдын жогорку ылдамдыгында (V > 33 мкм/с), агымдын кыймыл күчүнө жакшыраак туруштук берүү үчүн көптөгөн жеке сперматозоиддерди кармоо аракетинде жипчелердин спираль кыймылы күчөйт. При высокой скорости потока (V > 33 мкм/с) спиралевидные движения нитей усиливаются, поскольку они пытаются поймать множество отдельных сперматозоидов, образующих пучки, которые лучше противостоят дрейфуюю. Жогорку агым ылдамдыгында (V > 33 мкм/с), жипчелердин спираль сымал кыймылдары көбөйөт, анткени алар агымдын кыймылдоо күчүнө жакшыраак туруштук бере алган көптөгөн жеке сперматозоиддерди кармоого аракет кылышат.在高流速(V > 33 мкм/с)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) 时 ， 的 螺旋 运动 增加 ， 以 试图 许多 形成 束 单从而 更 地 抵抗 的 漂移力。。。。。。。。。。 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 поток. Жогорку агым ылдамдыгында (V > 33 мкм/с), жипчелердин спираль сымал кыймылы агымдын дрейф күчтөрүнө жакшыраак каршылык көрсөтүү үчүн көптөгөн жеке сперматозоиддерди кармоо аракетинде күчөйт.Алар ошондой эле каптал дубалдарга микроканалдарды бекитүүгө аракет кылышкан.
Сперматозоиддердин түйүндөрү жарык микроскопиясы (ЖМ) аркылуу сперма баштарынын жана ийилген куйруктарынын кластерлери катары аныкталган. Ар кандай агрегаттары бар сперма түйүндөрү да буралган баштар жана флагелла сымал агрегаттар, бир нече биригип кеткен сперма куйруктары, куйрукка жабышкан сперма баштары жана бир нече биригип кеткен ядролор катары ийилген ядролору бар сперма баштары катары аныкталган. Трансмиссиялык электрондук микроскопия (ТЭМ). Сканерлөөчү электрондук микроскопия (СЭМ) сперма түйүндөрү сперма баштарынын кабык менен капталган агрегаттары экенин жана сперма агрегаттары оролгон куйруктардын бириктирилген тармагын көрсөтөрүн көрсөттү.
Сперматозоиддердин морфологиясы жана ультраструктурасы, сперматозоиддердин түйүндөрүнүн пайда болушу жарык микроскопиясы (жарым кесилиш), сканерлөөчү электрондук микроскопия (SEM) жана трансмиссиялык электрондук микроскопия (TEM) аркылуу изилденген, сперматозоиддердин мазоктору акридин кызгылт сарысы менен боёлгон жана эпифлуоресценциялык микроскопия аркылуу изилденген.
Акридин кызгылт сары түсү менен сперманын мазогунун боёлушу (3B-сүрөт) сперманын баштары бири-бирине жабышып, секретордук материал менен капталганын көрсөттү, бул чоң түйүндөрдүн пайда болушуна алып келди (3D-сүрөт). Сперматозоиддердин түйүндөрү бири-бирине жабышкан куйруктар тармагы бар сперма агрегаттарынан турган (4A-C-сүрөт). Сперматозоиддердин түйүндөрү бири-бирине жабышып калган көптөгөн сперманын куйруктарынан турат (4D-сүрөт). Секреттер (4E, F-сүрөт) сперманын түйүндөрүнүн баштарын каптаган.
Сперматозоиддердин түйүнчөгүнүн пайда болушу Фазалык контрасттуу микроскопияны жана акридин кызгылт сары менен боёлгон сперма мазокторун колдонуу менен спермалардын баштары бири-бирине жабышып калаары көрсөтүлдү. (A) Сперматозоиддердин алгачкы түйүнчөгүнүн пайда болушу спермадан (ак тегерекче) жана үч спермадан (сары тегерекче) башталат, спираль куйруктан башталып, башында аяктайт. (B) Акридин кызгылт сары менен боёлгон сперма мазоктунун фотомикрографиясы жабышкан сперма баштарын көрсөтөт (жебелер). Бөлүнүп чыккан зат башты(ларды) жаап турат. Чоңойтуу × 1000. (C) Микрофлюиддик каналда агым менен ташылган чоң нурдун өнүгүшү (950 кадр/сек ылдамдыктагы жогорку ылдамдыктагы камераны колдонуу). (D) Акридин кызгылт сары менен боёлгон сперма мазоктунун микрографиясы чоң түйүндөр (жебелер) көрсөтөт. Чоңойтуу: ×200.
Акридин кызгылт сары менен боёлгон сперма нурунун жана сперма мазогунун сканерлөөчү электрондук микрографиясы. (A, B, D, E) - сперманын санариптик түстүү сканерлөөчү электрондук микрографиялары, ал эми C жана F - акридин кызгылт сары менен боёлгон сперма мазокторунун микрографиялары, аларда куйрук желесин ороп турган бир нече сперманын жабышып турганы көрсөтүлгөн. (AC) Сперматозоиддердин агрегаттары бириктирилген куйруктардын тармагы катары көрсөтүлгөн (жебелер). (D) Бир нече сперманын куйруктун айланасына оролуп турган жабышуусу (жабышчаак зат, кызгылт контур, жебе менен). (E жана F) Жабышчаак материал менен капталган сперма башынын агрегаттары (көрсөткүчтөр). Сперматозоиддер бир нече куюн сымал түзүлүштөргө ээ болгон түйүндөрдү түзгөн (F). (C) ×400 жана (F) ×200 чоңойтуулар.
Трансмиссиялык электрондук микроскопияны колдонуп, биз сперма түйүндөрүнүн куйруктары (6А, С сүрөттөрү), баштары куйруктарга (6В сүрөттөрү) же баштары куйруктарга (6D сүрөттөрү) туташкан экенин аныктадык. Топтогу сперма түйүндөрүнүн баштары ийри, кесилиште эки ядролук аймак жайгашкан (6D сүрөттөрү). Кесилген топчодо сперманын башы эки ядролук аймак жана бир нече флагелла сымал аймактары бар ийилген (5А сүрөттөрү).
Сперматозоиддердин түйүнүндөгү бириктирүүчү куйруктарды жана сперма баштарын бириктирген агглютинациялоочу материалды көрсөткөн санариптик түстүү электрондук микрография. (A) Көп сандагы сперманын бириктирилген куйругу. Куйруктун портреттик (жебе) жана пейзаждык (жебе) проекцияларда кандай көрүнгөнүнө көңүл буруңуз. (B) Сперматозоиддердин башы (жебе) куйрукка (жебе) туташкан. (C) Бир нече сперманын куйруктары (жебелер) туташкан. (D) Агглютинациялоочу материал (AS, көк) төрт сперма башын (кызгылт көк) бириктирет.
Сперматозоиддердин баштарын бөлүп чыгаруулар же мембраналар менен капталган сперма түйүндөрүнөн аныктоо үчүн сканерлөөчү электрондук микроскопия колдонулган (6B-сүрөт), бул сперма түйүндөрүнүн клеткадан тышкаркы материал менен бекитилгенин көрсөтүп турат. Агглютинацияланган материал сперманын башында (медуза башынын сымал жыйындысы; 5B-сүрөт) топтолуп, дисталдык жактан кеңейип, акридин кызгылт сары түсү менен боёлгондо флуоресценттик микроскопия астында жаркыраган сары түс берген (6C-сүрөт). Бул зат сканерлөөчү микроскоптун астында даана көрүнүп турат жана байланыштыруучу зат деп эсептелет. Жарым ичке кесимдер (5C-сүрөт) жана акридин кызгылт сары түсү менен боёлгон сперма мазокторунда тыгыз жайгашкан баштар жана ийилген куйруктар бар сперма түйүндөрүндө сперма түйүндөрүнүн бар экени көрсөтүлгөн (5D-сүрөт).
Сперматозоиддердин баштарынын жана бүктөлгөн куйруктарынын агрегациясын ар кандай ыкмаларды колдонуу менен көрсөткөн ар кандай фотомикрографиялар. (A) Эки бөлүктөн турган ядросу (көк) жана бир нече флагелла бөлүктөрү (жашыл) бар оролгон сперма башын көрсөткөн сперма түйүнүнүн кесилиштүү санариптик түстүү өткөрүүчү электрондук микрографиясы. (B) Жабылгандай көрүнгөн медуза сымал сперма баштарынын топтомун (жебелер) көрсөткөн санариптик түстүү сканерлөөчү электрондук микрография. (C) Агрегатталган сперма баштарын (жебелер) жана ийилген куйруктарды (жебелер) көрсөткөн жарым ичке кесилиш. (D) Акридин кызгылт сары түсү менен боёлгон сперма мазогунун микрографиясы, сперма баштарынын агрегаттарын (жебелер) жана ийилген жабышкан куйруктарды (жебелер) көрсөтөт. Сперматозоиддердин башын жабышчаак зат (S) каптап турганын эске алыңыз. (D) × 1000 чоңойтуу.
Трансмиссиялык электрондук микроскопияны колдонуу менен (7А-сүрөт), ошондой эле сперматозоиддердин баштары буралып, ядролору спираль формасында экени белгиленген, бул акридин кызгылт сары түсү менен боёлгон жана флуоресценттик микроскопияны колдонуу менен изилденген сперматозоиддердин мазоктору менен тастыкталган (7В-сүрөт).
(A) Сандык түстүү өткөрүүчү электрондук микроскоп жана (B) Акридин кызгылт сары түсү менен боёлгон сперма мазогунда оролгон баштар жана сперма баштарынын жана куйруктарынын биригиши көрсөтүлгөн (жебелер). (B) × 1000 чоңойтуу.
Кызыктуу ачылыш - Шарказинин спермасы кыймылдуу жипче сымал түйүндөрдү пайда кылуу үчүн агрегацияланат. Бул түйүндөрдүн касиеттери бизге алардын SSTде сперматозоиддерди сиңирүү жана сактоодогу мүмкүн болгон ролун түшүнүүгө мүмкүндүк берет.
Жупташкандан кийин, сперматозоиддер кынга кирип, интенсивдүү тандоо процессинен өтөт, натыйжада SSTге чектелген сандагы гана сперматозоиддер кирет15,16. Бүгүнкү күнгө чейин сперматозоиддердин SSTге кирүү жана чыгуу механизмдери белгисиз. Канаттууларда сперматозоиддер SSTде түрүнө жараша 2 жумадан 10 жумага чейин узак убакытка сакталат6. SSTде сактоо учурундагы сперманын абалы боюнча талаш-тартыштар дагы эле уланууда. Алар кыймылдабы же тынч абалдабы? Башкача айтканда, сперматозоиддер SSTдеги өз ордун кантип узак убакыт бою сакташат?
Форман4 SSTтин жайгашуусу жана чыгарылышы сперманын кыймылдуулугу менен түшүндүрүлүшү мүмкүн деп божомолдогон. Авторлор сперма SST эпителийи тарабынан түзүлгөн суюктуктун агымына каршы сүзүү менен өз ордун сактайт жана сперманын ылдамдыгы энергиянын жетишсиздигинен улам артка жыла баштаган чекиттен төмөн түшкөндө SSTден чыгарылат деп божомолдошот. Занибони5 SST эпителий клеткаларынын апикалдык бөлүгүндө 2, 3 жана 9 аквапориндердин бар экендигин тастыктады, бул кыйыр түрдө Формандын сперма сактоо моделин колдошу мүмкүн. Учурдагы изилдөөдө биз Шаркашинин спермасынын дээрлик жарымы агып жаткан суюктукта оң реологияны көрсөтөрүн жана агглютинация аларды жайлатса да, оң реологияны көрсөткөн сперма түйүндөрүнүн санын көбөйтөөрүн аныктадык. Сперматозоиддер куштун жатын түтүгү аркылуу уруктандыруу ордуна кантип жылаары толук түшүнүктүү эмес. Сүт эмүүчүлөрдө фолликулярдык суюктук хемоаттракцион сперматозоиддерди өзүнө тартат. Бирок, хемоаттрактанттар сперманы алыскы аралыкка жакындатууга багыттайт деп эсептелет7. Ошондуктан, сперманын ташылышына башка механизмдер да жооптуу. Сперматозоиддердин жупташкандан кийин бөлүнүп чыккан фаллопиялык түтүк суюктугуна каршы багыт алуу жана агып кетүү жөндөмү чычкандарда сперманы бутага алууда негизги фактор болуп саналаары кабарланган. Паркер 17 сперма канаттууларда жана сойлоп жүрүүчүлөрдө кирпикчелүү агымга каршы сүзүү менен жумуртка түтүктөрүнөн өтөт деп божомолдогон. Бул канаттууларда эксперименталдык түрдө көрсөтүлбөсө да, Адольфи18 биринчи болуп чымчыктын спермасынын капкак менен слайддын ортосундагы суюктуктун жука катмары чыпка кагазынын тилкеси менен түзүлгөндө оң натыйжаларды берерин аныктаган. Реология. Хино жана Янагимачи [19] чычкандын энелик бези-түтүк-жатын комплексин перфузия шакекчесине жайгаштырып, фаллопиялык түтүкчөлөрдөгү суюктуктун агымын көрүү үчүн мойнуна 1 мкл сыя сайышкан. Алар фаллопиялык түтүкчөдө жыйрылуу жана релаксациянын абдан активдүү кыймылын байкашкан, анда бардык сыя топтору фаллопиялык түтүктүн ампуласына карай тынымсыз жылып турган. Авторлор сперманын көтөрүлүшү жана уруктандыруу үчүн төмөнкү жатын түтүкчөлөрүнөн жогорку жатын түтүкчөлөрүнө суюктуктун агымынын маанилүүлүгүн баса белгилешет. Brillard20 тооктордо жана үндүктөрдө сперма клеткалары кындын кире беришинен, алар сакталган жерден, жатын-кын байланышына активдүү кыймыл менен миграциялай турганын билдирген. Бирок, бул кыймыл жатын-кын байланышы менен инфундибулумдун ортосунда талап кылынбайт, анткени сперма клеткалары пассивдүү жылышуу аркылуу ташылат. Бул мурунку сунуштарды жана учурдагы изилдөөдө алынган жыйынтыктарды билип туруп, сперма клеткаларынын өйдө карай жылуу жөндөмү (реология) тандоо процессинин негизделген касиеттеринин бири деп болжолдоого болот. Бул сперма клеткаларынын кын аркылуу өтүшүн жана сактоо үчүн CCTге киришин аныктайт. Forman4 сунуштагандай, бул сперма клеткаларынын SSTге жана анын жашоо чөйрөсүнө белгилүү бир убакытка кирип, андан кийин алардын ылдамдыгы басаңдай баштаганда чыгып кетүү процессин да жеңилдетиши мүмкүн.
Башка жагынан алганда, Мацузаки жана Сасанами 21 канаттуулардын сперматозоиддери эркек жана ургаачы жыныс жолдорунда уйку абалынан кыймылдуулукка өтүп, кыймылдуулукка өтөт деп божомолдошкон. SSTде резиденттик сперматозоиддердин кыймылдуулугун басаңдатуу сперманын узак убакыт сакталышын жана SSTден чыккандан кийин жашарышын түшүндүрүү үчүн сунушталган. Гипоксия шарттарында Мацузаки жана башкалар 1 SSTде лактаттын көп өндүрүлүшүн жана бөлүнүп чыгышын билдиришкен, бул резиденттик сперматозоиддердин кыймылдуулугун басаңдатууга алып келиши мүмкүн. Бул учурда, сперматозоиддердин реологиясынын мааниси сперманын сакталышында эмес, аларды тандоодо жана сиңирүүдө чагылдырылат.
Сперматозоиддердин агглютинация схемасы SSTде сперманын узак убакыт сакталышынын негиздүү түшүндүрмөсү деп эсептелет, анткени бул канаттууларда сперманын кармалышынын кеңири таралган схемасы2,22,23. Бакст жана башкалар 2 көпчүлүк сперматозоиддер бири-бирине жабышып, фасцикулярдык агрегаттарды түзөрүн жана бөдөнөнүн CCMинде бир сперматозоиддер сейрек кездешерин байкашкан. Башка жагынан алганда, Вен жана башкалар 24 тооктордун SST люменинде чачыранды сперматозоиддерди көбүрөөк жана сперматозоиддердин азыраак түйүндөрүн байкашкан. Бул байкоолордун негизинде, сперманын агглютинациясына ыктоо канаттуулардын ортосунда жана бир эле эякуляттагы сперматозоиддердин ортосунда ар кандай болот деп болжолдоого болот. Мындан тышкары, Ван Крей жана башкалар 9 агглютинацияланган сперматозоиддердин кокустук диссоциациясы сперматозоиддердин фаллопиялык түтүктүн люменине акырындык менен киришине жооптуу деп божомолдошкон. Бул гипотеза боюнча, агглютинация жөндөмдүүлүгү төмөн сперматозоиддерди алгач SSTден чыгаруу керек. Бул контекстте, сперматозоиддердин агглютинациялануу жөндөмү кир канаттуулардагы сперма атаандаштыгынын натыйжасына таасир этүүчү фактор болушу мүмкүн. Мындан тышкары, агглютинацияланган сперма канчалык көп диссоциацияланса, төрөт ошончолук көпкө сакталат.
Сперматозоиддердин агрегациясы жана түйүндөргө агрегациясы бир нече изилдөөлөрдө байкалганы менен2,22,24, алардын SST ичиндеги кинематикалык байкоосунун татаалдыгынан улам кеңири сүрөттөлгөн эмес. In vitro шартында сперманын агглютинациясын изилдөөгө бир нече жолу аракеттер жасалган. Ичке зым салбырап турган үрөн тамчысынан алынып салынганда кеңири, бирок убактылуу агрегация байкалган. Бул тамчыдан узун көбүкчө чыгып, урук безин туурап чыгат. 3D чектөөлөрүнөн жана тамчылатып кургатуу убактысынын кыскалыгынан улам, бүт блок тез эле бузулуп калган9. Учурдагы изилдөөдө Шаркаши тооктору жана микрофлюиддик чиптерди колдонуп, биз бул түйүндөр кантип пайда болорун жана алардын кантип кыймылдаарын сүрөттөй алдык. Сперматозоиддик түйүндөр сперма чогултулгандан кийин дароо пайда болуп, спираль боюнча кыймылдай турганы аныкталган, бул агымда болгондо оң реологияны көрсөтөт. Андан тышкары, макроскопиялык жактан караганда, сперма түйүндөрүнүн обочолонгон спермага салыштырмалуу кыймылдуулуктун сызыктуулугун жогорулатканы байкалган. Бул сперманын агглютинациясы SSTге кирүүдөн мурун болушу мүмкүн экенин жана мурда айтылгандай (Тингари жана Лейк12) стресстен улам сперма өндүрүшү кичинекей аймак менен чектелбей турганын көрсөтүп турат. Топтун пайда болушу учурунда сперма клеткалары бири-бирине туташканга чейин синхрондуу түрдө сүзүп жүрүшөт, андан кийин алардын куйруктары бири-бирине оролуп, сперманын башы бош бойдон калат, бирок куйрук жана сперманын дисталдык бөлүгү жабышкак зат менен бири-бирине жабышат. Ошондуктан, байламтанын бош башы кыймыл үчүн жооптуу болуп, байламтанын калган бөлүгүн сүйрөйт. Сперматозоиддердин түйүндөрүн сканерлөөчү электрондук микроскопияда жабышкан сперма баштары көп жабышкак материал менен капталганы көрсөтүлдү, бул сперма баштары эс алуу түйүндөрүнө жабышканын көрсөтүп турат, бул сактоочу жайга (SST) жеткенден кийин болушу мүмкүн.
Сперма мазогуна акридин кызгылт сары түсү менен боёлгондо, сперма клеткаларынын айланасындагы клеткадан тышкаркы жабышчаак материалды флуоресценттик микроскоп аркылуу көрүүгө болот. Бул зат сперма түйүндөрүнүн айланадагы беттерге же бөлүкчөлөргө жабышып, аларга жабышып турушун камсыз кылат, ошондуктан алар айланадагы агым менен кошо агып кетпейт. Ошентип, биздин байкоолорубуз сперманын кыймылдуу түйүндөр түрүндөгү адгезиясынын ролун көрсөтөт. Алардын агымга каршы сүзүп, жакын жердеги беттерге жабышып калуу жөндөмү сперманын SSTде узакка калышына мүмкүндүк берет.
Rothschild25 гемоцитометрия камерасын колдонуп, суспензия тамчысында уйдун спермасынын калкып жүрүүчү таралышын изилдеп, микроскоптун вертикалдуу жана горизонталдуу оптикалык огу бар камера аркылуу фотомикросүрөттөрдү тарткан. Жыйынтыктар көрсөткөндөй, сперматозоиддер камеранын бетине тартылган. Авторлор сперма менен беттин ортосунда гидродинамикалык өз ара аракеттенүүлөр болушу мүмкүн деп божомолдошот. Муну, Шаркаши тоок спермасынын жабышкак түйүндөрдү пайда кылуу жөндөмүн эске алуу менен, сперманын SST дубалына жабышып, узак убакытка сакталып калуу ыктымалдыгын жогорулатат.
Бкчетти жана Афзелиу26 сперма гликокаликси гаметаны таануу жана агглютинациялоо үчүн зарыл экенин билдиришкен. Форман10 канаттуулардын уругун нейраминидаза менен дарылоо аркылуу гликопротеин-гликолипид каптамаларындагы α-гликозиддик байланыштардын гидролизи сперманын кыймылдуулугуна таасир этпестен, төрөттүн төмөндөшүнө алып келгенин байкашкан. Авторлор нейраминидазанын гликокаликске тийгизген таасири жатын-кын байланышындагы сперманын секвестрациясын начарлатып, ошону менен төрөттү азайтат деп божомолдошот. Алардын байкоолору нейраминидаза менен дарылоо сперманы жана ооциттерди таанууну төмөндөтүшү мүмкүн деген мүмкүнчүлүктү этибарга албайт. Форман жана Энгель10 тооктор нейраминидаза менен дарыланган сперма менен кындын ичине уруктандырылганда төрөттүн төмөндөшүн аныкташкан. Бирок, нейраминидаза менен дарыланган сперма менен ЭКУ контролдук тоокторго салыштырмалуу төрөткө таасир эткен эмес. Авторлор сперма кабыгынын айланасындагы гликопротеин-гликолипид каптоосундагы өзгөрүүлөр жатын-кын байланышында сперманын секвестрленишин начарлатып, сперманын уруктандыруу жөндөмүн төмөндөтөт, бул өз кезегинде жатын-кын байланышынын ылдамдыгынан улам сперманын жоголушун көбөйтөт, бирок сперма менен жумуртканы таанууга таасир этпейт деген тыянакка келишкен.
Бакст жана Баучан 11 үндүктөрдө SSTтин көңдөйүнөн кичинекей көбүкчөлөрдү жана мембрана фрагменттерин таап, бул гранулалардын айрымдары сперма кабыгы менен биригип кеткенин байкашкан. Авторлор бул байланыштар сперманын SSTде узак мөөнөткө сакталышына өбөлгө түзүшү мүмкүн деп божомолдошот. Бирок, изилдөөчүлөр бул бөлүкчөлөрдүн булагын, алар CCT эпителий клеткалары тарабынан бөлүнүп чыгабы, эркектердин репродуктивдик системасы тарабынан өндүрүлүп жана бөлүнүп чыгабы же сперманын өзү тарабынан өндүрүлөбү, так көрсөтүшкөн эмес. Ошондой эле, бул бөлүкчөлөр агглютинацияга жооптуу. Грюцнер жана башкалар27 эпидидималдык эпителий клеткалары бир тешиктүү урук жолдорунун пайда болушу үчүн зарыл болгон белгилүү бир белокту өндүрүп жана бөлүп чыгарарын билдиришкен. Авторлор ошондой эле бул түйүндөрдүн чачырашы эпидидималдык белоктордун өз ара аракеттенүүсүнө көз каранды экенин билдиришкен. Никсон жана башкалар28 аднекса кислоталуу цистеинге бай остеонектин белокту бөлүп чыгарарын аныкташкан; SPARC кыска тумшуктуу эхидналарда жана платипустарда сперма түйүндөрүнүн пайда болушуна катышат. Бул нурлардын чачырашы бул белоктун жоголушу менен байланыштуу.
Учурдагы изилдөөдө электрондук микроскопияны колдонуу менен жүргүзүлгөн ультраструктуралык анализ сперманын көп өлчөмдөгү тыгыз материалга жабышканын көрсөттү. Бул заттар жабышкан баштардын ортосунда жана айланасында конденсацияланган, бирок куйрук аймагында төмөнкү концентрацияда болгон агглютинацияга жооптуу деп эсептелет. Биз бул агглютинациялоочу зат эркектин репродуктивдик системасынан (эпидидимис же вас деференс) сперма менен кошо бөлүнүп чыгат деп болжолдойбуз, анткени биз эякуляция учурунда сперманын лимфадан жана сперма плазмасынан бөлүнүп жатканын көп байкайбыз. Канаттуулардын спермалары эпидидимис жана вас деференс аркылуу өткөндө, алар белокторду байланыштыруу жана плазма леммасы менен байланышкан гликопротеиндерди алуу жөндөмүн колдогон жетилүү менен байланышкан өзгөрүүлөргө дуушар болору кабарланган. Бул белоктордун SSTдеги туруктуу сперма мембраналарында сакталышы бул белоктор сперма мембранасынын туруктуулугуна таасир этиши мүмкүн 30 жана алардын төрөттүүлүгүн аныкташы мүмкүн экенин көрсөтүп турат 31. Ахмад жана башкалар32 эркектин репродуктивдик системасынын ар кандай бөлүктөрүнөн (урук бездеринен дисталдык вас-деференске чейин) алынган сперматозоиддердин суюктукту сактоо шарттарында, сактоо температурасына карабастан, жашоого жөндөмдүүлүгү прогрессивдүү жогорулаганын жана тооктордун жашоого жөндөмдүүлүгү жасалма уруктандыруудан кийин фаллопиялык түтүкчөлөрдө да жогорулаганын билдиришкен.
Шаркаши тоок спермасынын түйүндөрү башка түрлөргө, мисалы, эхидналарга, өркөч аяктарга, токой чычкандарына, бугу келемиштерине жана деңиз чочколоруна караганда башкача мүнөздөмөлөргө жана функцияларга ээ. Шаркаси тоокторунда сперма түйүндөрүнүн пайда болушу бир спермага салыштырмалуу алардын сүзүү ылдамдыгын төмөндөткөн. Бирок, бул түйүндөр реологиялык жактан оң сперманын пайызын көбөйтүп, сперманын динамикалык чөйрөдө өзүн турукташтыруу жөндөмүн жогорулаткан. Ошентип, биздин жыйынтыктар SSTдеги сперманын агглютинациясы сперманын узак мөөнөттүү сакталышы менен байланыштуу деген мурунку сунушту тастыктайт. Ошондой эле, сперманын түйүндөрдү түзүүгө жакындыгы SSTдеги сперманын жоголушунун ылдамдыгын көзөмөлдөшү мүмкүн, бул сперма атаандаштыгынын натыйжасын өзгөртүшү мүмкүн деген гипотеза чыгарабыз. Бул божомолго ылайык, агглютинация жөндөмдүүлүгү төмөн сперма алгач SST бөлүп чыгарат, ал эми агглютинация жөндөмдүүлүгү жогору сперма тукумдун көпчүлүк бөлүгүн берет. Бир тешиктүү сперма түйүндөрүнүн пайда болушу пайдалуу жана ата-эне менен баланын катышына таасир этет, бирок башка механизмди колдонот. Эхидналарда жана өрдөкчөлөрдө сперматозоиддер бири-бирине параллель жайгашып, нурдун алдыга жылуу ылдамдыгын жогорулатат. Эхидналардын түйүндөрү бир сперматозоиддерге караганда үч эсе тезирээк кыймылдайт. Эхидналарда мындай сперматозоиддердин түйүндөрүнүн пайда болушу үстөмдүктү сактоо үчүн эволюциялык адаптация деп эсептелет, анткени ургаачылары жыныстык катнашта болушат жана адатта бир нече эркектер менен жупташат. Ошондуктан, ар кандай эякуляттардан чыккан сперматозоиддер жумуртканы уруктандыруу үчүн катуу атаандашат.
Шаркаси тоокторунун агглютинацияланган сперматозоиддерин фазалык контрасттуу микроскопияны колдонуу менен оңой элестетүү мүмкүн, бул пайдалуу деп эсептелет, анткени ал in vitro сперманын жүрүм-турумун оңой изилдөөгө мүмкүндүк берет. Шаркаси тоокторунда сперманын түйүнүнүн пайда болушунун механизми токой чычкандары сыяктуу кооперативдик сперма жүрүм-турумун чагылдырган кээ бир плаценталык сүт эмүүчүлөрдө байкалган механизмден да айырмаланат, мында кээ бир сперма жумурткаларга жетип, башка тууган адамдардын жумурткаларына жетип, зыян келтиришине жардам берет. өзүн далилдөө үчүн. альтруисттик жүрүм-турум. Өзүн-өзү уруктандыруу 34. Сперматозоиддердеги кооперативдик жүрүм-турумдун дагы бир мисалы бугу чычкандарында табылган, мында сперма генетикалык жактан эң жакын спермаларды аныктап, алар менен биригип, кооперативдик топторду түзүп, байланышпаган спермаларга салыштырмалуу ылдамдыгын жогорулаткан35.
Бул изилдөөдө алынган жыйынтыктар Фомандын SWSде сперманын узак мөөнөткө сакталышы жөнүндөгү теориясына карама-каршы келбейт. Изилдөөчүлөрдүн айтымында, сперма клеткалары SSTди каптаган эпителий клеткаларынын агымында узак убакыт бою кыймылдай берет жана белгилүү бир убакыттан кийин сперма клеткаларынын энергия запасы азаят, бул ылдамдыктын төмөндөшүнө алып келет, бул кичинекей молекулярдык салмактагы заттардын чыгышына мүмкүндүк берет. SSTтин люменинен суюктуктун агымы менен сперманын энергиясы. Жатын түтүгүнүн көңдөйү. Учурдагы изилдөөдө биз бир сперманын жарымы агып жаткан суюктуктарга каршы сүзүү жөндөмүн көрсөткөнүн жана алардын түйүнчөктөгү адгезиясы алардын оң реологияны көрсөтүү жөндөмүн жогорулатканын байкадык. Андан тышкары, биздин маалыматтар SSTде лактаттын бөлүнүп чыгышынын көбөйүшү резиденттик сперманын кыймылдуулугун басаңдатышы мүмкүн деп билдирген Мацузаки жана башкалардыкына дал келет. 1. Бирок, биздин жыйынтыктар сперманын кыймылдуу байламталарынын пайда болушун жана алардын SSTдеги жүрүм-турумун түшүндүрүү аракетинде микроканалдын ичиндеги динамикалык чөйрөнүн катышуусунда реологиялык жүрүм-турумун сүрөттөйт. Келечектеги изилдөөлөр агглютинациялоочу агенттин химиялык курамын жана келип чыгышын аныктоого багытталышы мүмкүн, бул изилдөөчүлөргө суюк сперманы сактоонун жана төрөттүн узактыгын көбөйтүүнүн жаңы жолдорун иштеп чыгууга сөзсүз жардам берет.
Изилдөөдө сперма донору катары 30 жумалык жылаңач моюндуу он беш эркек шаркаси (гомозиготалуу доминант; Na Na) тандалып алынган. Канаттуулар Египеттин Ашит губернаторлугундагы Ашит университетинин Айыл чарба факультетинин Изилдөө канаттуулар фермасында багылган. Канаттуулар өзүнчө капастарга (30 x 40 x 40 см) жайгаштырылып, жарык программасына (16 саат жарык жана 8 саат караңгылык) дуушар болуп, ар бири 160 г чийки белок, 2800 ккал зат алмашуу энергиясы, 35 г кальций камтыган диета менен азыктандырылган. Бир килограмм диетага 5 грамм фосфор туура келген.
36, 37 маалыматтарына ылайык, эркектерден сперма курсак массажы аркылуу чогултулган. 3 күндүн ичинде 15 эркектен жалпысынан 45 сперма үлгүсү чогултулган. Сперма (n = 15/күн) Belsville Poultry Semen эриткичи менен 1:1 (к:к) катышында дароо суюлтулган, анын курамында калий дифосфаты (1,27 г), мононатрий глутаматы моногидраты (0,867 г), фруктоза (0,5 күн) суусуз натрий ацетаты (0,43 г), трис(гидроксиметил)аминометан (0,195 г), калий цитраты моногидраты (0,064 г), калий монофосфаты (0,065 г), магний хлориди (0,034 г) жана H2O (100 мл) бар, рН = 7,5, осмолярдуулук 333 мОсм/кг38. Суюлтулган сперма үлгүлөрү алгач сперманын сапатын (нымдуулугун) камсыз кылуу үчүн жарык микроскобу менен текшерилип, андан кийин чогултулгандан кийин жарым сааттын ичинде колдонулганга чейин 37°C температурадагы суу мончосунда сакталган.
Сперматозоиддердин кинематикасы жана реологиясы микрофлюиддик түзүлүштөр системасын колдонуу менен сүрөттөлөт. Сперматозоиддердин үлгүлөрү Белтсвилл куштарынын уругун суюлтуучу каражатында 1:40ка чейин суюлтулуп, микрофлюиддик түзүлүшкө жүктөлдү (төмөндө караңыз) жана кинетикалык параметрлер мурда микрофлюиддик мүнөздөмө үчүн иштелип чыккан компьютердик сперма анализи (CASA) системасын колдонуу менен аныкталды. Суюк чөйрөдөгү сперманын кыймылдуулугу жөнүндө (Механикалык инженерия кафедрасы, Инженердик факультет, Ассиут университети, Египет). Плагинди төмөнкү даректен жүктөп алса болот: http://www.assiutmicrofluidics.com/research/casa39. Ийри ылдамдык (VCL, μm/s), сызыктуу ылдамдык (VSL, μm/s) жана орточо траекториялык ылдамдык (VAP, μm/s) өлчөнгөн. Сперматозоиддердин видеолору Tucson ISH1000 камерасына 30 кадр/сек ылдамдыкта 3 секунд бою туташтырылган тескери Optika XDS-3 фазалык контрасттуу микроскоп (40x объективдүү) аркылуу тартылган. CASA программасын колдонуп, ар бир үлгүдө кеминде үч аймакты жана 500 сперманын траекториясын изилдеңиз. Жаздырылган видео үй шартында жасалган CASA аркылуу иштетилген. CASA плагининдеги кыймылдуулуктун аныктамасы сперманын агым ылдамдыгына салыштырмалуу сүзүү ылдамдыгына негизделген жана капталдан капталга кыймыл сыяктуу башка параметрлерди камтыбайт, анткени бул суюктуктун агымында ишенимдүүрөөк экени аныкталган. Реологиялык кыймыл сперма клеткаларынын суюктуктун агымынын багытына каршы кыймылы катары сүрөттөлөт. Реологиялык касиеттери бар сперма кыймылдуу спермалардын санына бөлүнгөн; тынч абалда болгон жана конвективдүү кыймылдаган спермалардын саны эсептөөдөн чыгарылган.
Колдонулган бардык химиялык заттар, эгерде башкача көрсөтүлбөсө, Elgomhoria Pharmaceuticals (Каир, Египет) компаниясынан алынган. Түзмөк El-sherry жана башкалар тарабынан сүрөттөлгөндөй, бир нече өзгөртүүлөр менен жасалган. 40. Микроканалдарды жасоо үчүн колдонулган материалдар айнек пластиналарды (Howard Glass, Worcester, MA), SU-8-25 терс резистенттүүлүгүн (MicroChem, Newton, CA), диацетон спиртин (Sigma Aldrich, Steinheim, Германия) жана полиацетонду камтыган. -184, Dow Corning, Midland, Michigan). Микроканалдар жумшак литографияны колдонуу менен жасалат. Алгач, каалаган микроканал дизайны бар тунук коргоочу бет маскасы жогорку чечилиштеги принтерге басылып чыгарылган (Prismatic, Cairo, Egypt and Pacific Arts and Design, Markham, ON). Мастерлер айнек пластиналарды субстрат катары колдонуу менен жасалган. Пластиналар ацетондо, изопропанолдо жана деиондоштурулган сууда тазаланып, андан кийин айланма каптоо менен (3000 айн/мин, 1 мүнөт) 20 мкм SU8-25 катмары менен капталган. Андан кийин SU-8 катмарлары акырын кургатылган (65°C, 2 мүнөт жана 95°C, 10 мүнөт) жана 50 секунд ультрафиолет нурларына дуушар кылынган. Ачык SU-8 катмарларын кайчылаш байланыштыруу үчүн экспозициядан кийин 65°C жана 95°C температурада 1 мүнөт жана 4 мүнөт бышырылган, андан кийин диацетон спиртинде 6,5 мүнөт иштетилген. SU-8 катмарын андан ары катуу кылуу үчүн вафлилерди катуу бышырылган (200°C, 15 мүнөт).
PDMS мономер менен катуулаткычты 10:1 салмак катышында аралаштыруу менен даярдалган, андан кийин вакуумдук эксикатордо дегазацияланып, SU-8 негизги алкагына куюлган. PDMS меште (120°C, 30 мүнөт) кургатылган, андан кийин каналдар кесилип, негизгиден бөлүнүп, түтүктөрдү микроканалдын кириш жана чыгышына бекитүү үчүн тешилген. Акырында, PDMS микроканалдары башка жерде сүрөттөлгөндөй, көчмө корона процессорун (Electro-Technic Products, Чикаго, Иллинойс) колдонуп, микроскоп слайддарына туруктуу түрдө бекитилген. Бул изилдөөдө колдонулган микроканалдын өлчөмү 200 мкм × 20 мкм (W × H) жана узундугу 3,6 см.
Микроканалдын ичиндеги гидростатикалык басым менен индукцияланган суюктук агымы кирүүчү резервуардагы суюктуктун деңгээлин чыгуучу резервуардагы Δh39 бийиктик айырмасынан жогору кармоо менен жетишилет (1-сүрөт).
мында f – тик бурчтуу каналдагы ламинардык агым үчүн f = C/Re катары аныкталуучу сүрүлүү коэффициенти, мында C – каналдын аспект катышына жараша болгон туруктуу чоңдук, L – микроканалдын узундугу, Vav – микроканалдын ичиндеги орточо ылдамдык, Dh – каналдын гидравликалык диаметри, g – тартылуу күчүнүн ылдамдануусу. Бул теңдемени колдонуп, каналдын орточо ылдамдыгын төмөнкү теңдемени колдонуп эсептесе болот: