Nature.com сайтад зочилсонд баярлалаа. Таны ашиглаж буй хөтчийн хувилбар нь хязгаарлагдмал CSS дэмжлэгтэй. Хамгийн сайн туршлагын тулд бид танд шинэчлэгдсэн хөтчийг ашиглахыг зөвлөж байна (эсвэл Internet Explorer дээр нийцтэй байдлын горимыг идэвхгүй болгох). Энэ хооронд бид сайтыг хэв маяг болон JavaScriptгүйгээр үзүүлэх болно.
Шувуудын үржил шим нь эр бэлгийн эс хадгалах гуурсан хоолойд (SST) удаан хугацаанд хангалттай амьдрах чадвартай эр бэлгийн эсийг хадгалах чадвараас хамаардаг. Эр бэлгийн эс SST-д хэрхэн орж, байрлаж, гарах яг ямар механизм нь маргаантай хэвээр байна. Шаркаси тахианы эр бэлгийн эс нь олон эс агуулсан хөдөлгөөнт утаслаг багц үүсгэдэг тул наалдуулах хандлага өндөртэй байв. Тунгалаг бус фаллопийн хоолойд эр бэлгийн эсийн хөдөлгөөн, зан төлөвийг ажиглахад бэрхшээлтэй тул бид эр бэлгийн эсийн наалдуулах болон хөдөлгөөнийг судлахын тулд эр бэлгийн эсийнхтэй төстэй микро сувгийн хөндлөн огтлолтой микрофлюидик төхөөрөмжийг ашигласан. Энэхүү судалгаагаар эр бэлгийн эсийн багц хэрхэн үүсдэг, хэрхэн хөдөлдөг, SST-д эр бэлгийн эсийн оршин тогтнох хугацааг уртасгахад гүйцэтгэх үүргийг авч үзсэн. Бид гидростатик даралтаар (урсгалын хурд = 33 µm/s) микрофлюидик сувагт шингэний урсгал үүсэх үед эр бэлгийн эсийн хурд болон реологийн зан төлөвийг судалсан. Эр бэлгийн эсүүд урсгалын эсрэг сэлэх хандлагатай байдаг (эерэг реологи) бөгөөд эр бэлгийн эсийн багцын хурд нь дан эр бэлгийн эстэй харьцуулахад мэдэгдэхүйц буурдаг. Эр бэлгийн эсийн багцууд спираль хэлбэрээр хөдөлж, илүү олон дан эр бэлгийн эс элсэхийн хэрээр урт, зузаан нь нэмэгдэж байгааг ажигласан. Эр бэлгийн эсийн багцууд > 33 µm/s шингэний урсгалын хурдаар шүүрдэхээс зайлсхийхийн тулд микрофлюидик сувгуудын хажуу хананд ойртож, наалдсан байгааг ажигласан. Эр бэлгийн эсийн багцууд > 33 µm/s шингэний урсгалын хурдаар шүүрдэхээс зайлсхийхийн тулд микрофлюидик сувгуудын хажуу хананд ойртож, наалдсан байгааг ажигласан. Было замечено, что пучки сперматозозидов приближаются и прилипают к боковым стенкам микрофлюидных каналов, чтобы избежать сметания со скоростью потока жидкости> 33 мкм / с. Шингэний урсгалын хурд >33 µm/s үед үрийн шингэний багцууд микрофлюидик сувгуудын хажуугийн хананд ойртож, наалддаг нь ажиглагдсан.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 μм/с 扫过。 Было замечено, что пучки сперматозоидов приближаются и прилипают к боковым стенкам микрожидкостного канал, чтобы избежать сметания потоком жидкости со скоростью > 33 мкм/с. Эр бэлгийн эсийн багцууд >33 µm/s хурдтай шингэний урсгалд шүүрэгдэхээс зайлсхийхийн тулд микрофлюидик сувгийн хажуугийн хананд ойртож, наалддаг болохыг ажигласан.Сканнердах болон дамжуулалтын электрон микроскопоор эр бэлгийн эсийн багцууд нь элбэг дэлбэг нягт материалаар бэхлэгдсэн болохыг тогтоожээ. Олж авсан өгөгдөл нь Шаркази тахианы эр бэлгийн эсийн өвөрмөц хөдөлгөөн, мөн эр бэлгийн эс нь агглютинжиж, хөдөлгөөнт багц үүсгэх чадварыг харуулж байгаа бөгөөд энэ нь SMT-д эр бэлгийн эсийг удаан хугацаанд хадгалах талаар илүү сайн ойлголттой болоход хувь нэмэр оруулдаг.
Хүн болон ихэнх амьтдад үр тогтохын тулд эр бэлгийн эс болон өндгөн эс үр тогтсон газартаа зөв цагтаа ирэх ёстой. Тиймээс үр тогтох нь өндгөн эс гадагшлахаас өмнө эсвэл өндгөн эс гадагшлах үед тохиолдох ёстой. Нөгөөтэйгүүр, нохой зэрэг зарим хөхтөн амьтад, мөн шавьж, загас, мөлхөгчид, шувууд зэрэг хөхтөн бус амьтад өндгөн эс нь үр тогтох хүртэл (асинхрон үр тогтох 1) үрийн шингэнийг нөхөн үржихүйн эрхтэндээ удаан хугацаагаар хадгалдаг. Шувууд өндгөн эсийг үр тогтох чадвартай эр бэлгийн эсийн амьдрах чадварыг 2-10 долоо хоногийн турш хадгалах чадвартай2.
Энэ нь шувууг бусад амьтдаас ялгаруулдаг өвөрмөц шинж чанар бөгөөд хэд хэдэн долоо хоногийн турш нэгэн зэрэг үржил шимтэй болж, өндгөн эс үүсэхгүйгээр нэг удаагийн хээлтүүлгийн дараа үр тогтох магадлал өндөр байдаг. Эр бэлгийн эсийн хадгалах гуурс (SST) гэж нэрлэгддэг эр бэлгийн эсийн гол хадгалах эрхтэн нь умайн үтрээний уулзвар дахь салст бүрхүүлийн дотор нугалаасанд байрладаг. Өнөөдрийг хүртэл эр бэлгийн эсийн банкинд орох, байрлах, гарах механизмыг бүрэн ойлгоогүй байна. Өмнөх судалгаануудад үндэслэн олон таамаглал дэвшүүлсэн боловч тэдгээрийн аль нь ч батлагдаагүй байна.
Форман4 нь эр бэлгийн эсүүд нь SST хучуур эдийн эсүүд дээр байрлах уургийн сувгуудаар дамжин шингэний урсгалын чиглэлийн эсрэг тасралтгүй хэлбэлзэлтэй хөдөлгөөнөөр SST хөндийд байрлаж байдаг гэсэн таамаглал дэвшүүлсэн (реологи). SST хөндийд эр бэлгийн эсийг байлгахад шаардлагатай тогтмол тугны идэвхжилээс болж АТФ буурдаг бөгөөд хөдөлгөөн нь эцэстээ буурдаг бөгөөд эр бэлгийн эсүүд шингэний урсгалаар эр бэлгийн эсийн банкнаас гарч, үрийн шингэнийг бордохын тулд өгсөх фаллопийн хоолойгоор шинэ аялал эхлүүлэх хүртэл буурдаг. Өндөг (Форман4). Эр бэлгийн эсийн хадгалалтын энэхүү загварыг SST хучуур эдийн эсүүдэд агуулагддаг аквапорин 2, 3, 9-ийг иммуноцитохимийн аргаар илрүүлснээр дэмждэг. Өнөөдрийг хүртэл тахианы үрийн реологи, түүний SST хадгалалт, үтрээний эр бэлгийн эсийн сонголт, эр бэлгийн эсийн өрсөлдөөнд гүйцэтгэх үүргийн талаарх судалгаа дутмаг байна. Тахианд эр бэлгийн эс нь байгалийн жамаар үржсэний дараа үтрээнд ордог боловч үржсэний дараахан эр бэлгийн эсийн 80 гаруй хувь нь үтрээнээс гардаг. Энэ нь үтрээ нь шувуудын эр бэлгийн эсийн сонголтын үндсэн газар болохыг харуулж байна. Үүнээс гадна, үтрээнд үр тогтсон эр бэлгийн эсийн 1%-иас бага хувь нь SSTs2-д ордог гэж мэдээлсэн. Үтрээнд дэгдээхэйг зохиомлоор хээлтүүлэхэд SST-д хүрэх эр бэлгийн эсийн тоо хээлтүүлснээс хойш 24 цагийн дараа нэмэгдэх хандлагатай байдаг. Одоогоор энэ үйл явцын үед эр бэлгийн эсийн сонголтын механизм тодорхойгүй байгаа бөгөөд эр бэлгийн эсийн хөдөлгөөн нь SST эр бэлгийн эсийн шингээлтэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг байж магадгүй юм. Фаллопийн гуурсны зузаан, тунгалаг бус хананаас болж шувууны фаллопийн гуурсан дахь эр бэлгийн эсийн хөдөлгөөнийг шууд хянах нь хэцүү байдаг. Тиймээс үр тогтсоны дараа эр бэлгийн эс SST-д хэрхэн шилждэг талаар бидэнд үндсэн мэдлэг дутмаг байна.
Реологи нь хөхтөн амьтдын бэлэг эрхтэнд эр бэлгийн эсийн тээвэрлэлтийг хянадаг чухал хүчин зүйл гэдгийг саяхан хүлээн зөвшөөрсөн. Хөдөлгөөнт эр бэлгийн эсийн эсрэг урсгалд шилжих чадварт үндэслэн Заферани нар corra microfluidic системийг ашиглан үрийн шингэний дээжээс хөдөлгөөнт эр бэлгийн эсийг идэвхгүй байдлаар тусгаарласан. Энэ төрлийн үрийн шингэнийг ялгах нь үргүйдлийн эмчилгээ, клиник судалгаанд зайлшгүй шаардлагатай бөгөөд цаг хугацаа, хөдөлмөр их шаарддаг, эр бэлгийн эсийн морфологи, бүтцийн бүрэн бүтэн байдлыг алдагдуулж болзошгүй уламжлалт аргуудаас илүү давуу талтай. Гэсэн хэдий ч өнөөг хүртэл тахианы бэлэг эрхтнээс ялгарах шүүрэл нь эр бэлгийн эсийн хөдөлгөөнд хэрхэн нөлөөлдөг талаар судалгаа хийгдээгүй байна.
SST-д эр бэлгийн эсийг хадгалах механизмаас үл хамааран олон судлаачид тахиа 9, 10, бөднө шувуу 2, цацагт хяруул 11-ийн SST-д оршин суугч эр бэлгийн эсүүд толгойгоороо наалдаж, наалдамхай эр бэлгийн эсийн багц үүсгэдэг болохыг ажигласан. Зохиогчид энэхүү наалдамхай байдал болон SST-д эр бэлгийн эсийг удаан хугацаанд хадгалах хооронд холбоо байдаг гэж үзэж байна.
Тингари болон Лэйк12 нар тахианы эр бэлгийн эс хүлээн авдаг булчирхай дахь эр бэлгийн эсийн хооронд хүчтэй холбоо байгааг мэдээлсэн бөгөөд шувууны эр бэлгийн эс нь хөхтөн амьтдын эр бэлгийн эстэй адил агглютинждэг эсэхийг асуусан. Тэд үрийн сувгийн хоорондох гүн холболт нь жижиг орон зайд олон тооны эр бэлгийн эс байгаагаас үүдэлтэй стрессээс үүдэлтэй байж магадгүй гэж үзэж байна.
Шинэхэн өлгөөтэй шилэн слайд дээр эр бэлгийн эсийн зан төлөвийг үнэлэхдээ, ялангуяа үрийн шингэний дуслын ирмэг дээр наалдуулах шинж тэмдэг илэрч болно. Гэсэн хэдий ч наалдуулах нь тасралтгүй хөдөлгөөнтэй холбоотой эргэлтийн үйлдлээс болж ихэвчлэн хөндөгддөг байсан нь энэ үзэгдлийн түр зуурын шинж чанарыг тайлбарладаг. Судлаачид мөн шингэлэгчийг үрийн шингэнд нэмэхэд сунасан "утас шиг" эсийн агрегатууд гарч ирснийг анзаарсан.
Эр бэлгийн эсийг дуурайх анхны оролдлогуудыг унжсан дуслаас нимгэн утсыг салгаж хийсэн бөгөөд үүний үр дүнд үрийн шингэнээс сунасан эр бэлгийн эстэй төстэй цэврүү цухуйсан байв. Эр бэлгийн эсүүд цэврүү дотор зэрэгцээ байдлаар шууд эгнэн байрласан боловч 3 хэмжээст хязгаарлалтын улмаас бүхэл бүтэн хэсэг хурдан алга болсон. Тиймээс эр бэлгийн эсийн наалдуулалтыг судлахын тулд эр бэлгийн эсийн хөдөлгөөн, зан төлөвийг тусгаарлагдсан эр бэлгийн эсийн хадгалах гуурсан хоолойд шууд ажиглах шаардлагатай бөгөөд үүнийг хийхэд хэцүү байдаг. Тиймээс эр бэлгийн эсийн хөдөлгөөн ба наалдуулалтын зан төлөвийн судалгааг дэмжих зорилгоор эр бэлгийн эсийг дуурайдаг багаж боловсруулах шаардлагатай байна. Бриллард нар13 насанд хүрсэн дэгдээхэйнүүдийн эр бэлгийн эсийн хадгалах гуурсан хоолойн дундаж урт 400-600 µм байдаг боловч зарим SST нь 2000 µм хүртэл урттай байж болно гэж мэдээлсэн. Меро болон Огасавара14 нар үрийн булчирхайг томорсон болон томруулаагүй эр бэлгийн эс хадгалах гуурсан хоолой болгон хуваасан бөгөөд хоёулаа уртаараа (~500 µm) болон хүзүүний өргөнөөрөө (~38 µm) ижил байсан ч гуурсан хоолойн дундаж хөндийн диаметр нь тус тус 56.6 ба 56.6 µm, тус тус 11.2 µm байв. Одоогийн судалгаанд бид 200 µm × 20 µm (W × H) сувгийн хэмжээтэй микрофлюидик төхөөрөмжийг ашигласан бөгөөд түүний хөндлөн огтлол нь олшруулсан SST-тэй арай ойрхон байна. Нэмж дурдахад бид урсдаг шингэн дэх эр бэлгийн эсийн хөдөлгөөн ба наалдуулах зан төлөвийг судалсан бөгөөд энэ нь SST хучуур эдийн эсүүдээс үүссэн шингэн нь эр бэлгийн эсийг хөндийд эсрэг урсгал (реологийн) чиглэлд байлгадаг гэсэн Форманы таамаглалтай нийцэж байна.
Энэхүү судалгааны зорилго нь үрийн шингэний гуурсан хоолой дахь эр бэлгийн эсийн хөдөлгөөнийг ажиглахтай холбоотой асуудлуудыг даван туулах, динамик орчинд эр бэлгийн эсийн реологи, зан үйлийг судлахад тулгардаг бэрхшээлээс зайлсхийх явдал байв. Тахианы бэлэг эрхтний эр бэлгийн эсийн хөдөлгөөнийг дуурайлган гидростатик даралт үүсгэдэг микрофлюидик төхөөрөмжийг ашигласан.
Шингэрүүлсэн эр бэлгийн эсийн дээжийн нэг дуслыг (1:40) микро сувгийн төхөөрөмжид оруулахад эр бэлгийн эсийн хоёр төрлийн хөдөлгөөнийг тодорхойлж болно (тусгаарлагдсан эр бэлгийн эс болон холбогдсон эр бэлгийн эс). Үүнээс гадна, эр бэлгийн эсүүд урсгалын эсрэг сэлэх хандлагатай байсан (эерэг реологи; видео 1, 2). Хэдийгээр эр бэлгийн эсийн багцууд нь ганцаараа байдаг эр бэлгийн эсийнхээс бага хурдтай байсан ч (p < 0.001), тэдгээр нь эерэг реотаксис харуулсан эр бэлгийн эсийн хувийг нэмэгдүүлсэн (p < 0.001; Хүснэгт 2). Хэдийгээр эр бэлгийн эсийн багцууд нь ганцаараа байдаг эр бэлгийн эсийнхээс бага хурдтай байсан ч (p < 0.001), тэдгээр нь эерэг реотаксис харуулсан эр бэлгийн эсийн хувийг нэмэгдүүлсэн (p < 0.001; Хүснэгт 2). Хотя пучки сперматозоидов имели более низкую скорость, чем у одиночных сперматозоидов (p < 0,001), они увеличивали процент сперматозоидов, демонстрирующих положительный реотаксис (p < 0,001; таблица). Хэдийгээр эр бэлгийн эсийн багцууд нь дан эр бэлгийн эсийнхээс бага хурдтай байсан ч (p < 0.001), тэдгээр нь эерэг реотаксис үзүүлж буй эр бэлгийн эсийн хувийг нэмэгдүүлсэн (p < 0.001; Хүснэгт 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 阀海示百分比 （p <0.001 ； 2。。。。。。））））） Хотя скорость пучков сперматозоидов была ниже, чем у одиночных сперматозоидов (p < 0,001), они увеличивали процент сперматозоидов с положительной реологией (p < 0,001; таблица 2). Хэдийгээр эр бэлгийн эсийн багцын хурд нь дан эр бэлгийн эсийнхээс бага байсан ч (p < 0.001), тэдгээр нь эерэг реологийн шинжилгээгээр эр бэлгийн эсийн хувийг нэмэгдүүлсэн (p < 0.001; Хүснэгт 2).Ганц эр бэлгийн эс болон бөөгнөрөлийн эерэг реологи нь ойролцоогоор 53% ба 85% гэж тооцоолсон.
Шаркаши тахианы үрийн шингэн нь үрийн шингэн гарсны дараахан хэдэн арван бодгалиас бүрдсэн шугаман багц үүсгэдэг болохыг ажигласан. Эдгээр багцууд цаг хугацааны явцад урт, зузаанаараа нэмэгдэж, тархахаасаа өмнө хэдэн цагийн турш in vitro-д үлдэж болно (видео 3). Эдгээр утаслаг багцууд нь эпидидимисийн төгсгөлд үүсдэг эхиднагийн үрийн шингэн шиг хэлбэртэй байдаг. Шаркаши тахианы үрийн шингэн нь цуглуулснаас хойш нэг минутаас бага хугацаанд наалдаж, торлог багц үүсгэх хандлагатай байдаг нь тогтоогджээ. Эдгээр цацрагууд нь динамик бөгөөд ойролцоох хана эсвэл хөдөлгөөнгүй объектуудад наалдах чадвартай. Эрийн шингэн нь эр бэлгийн эсийн хурдыг бууруулдаг боловч макроскопийн хувьд тэдгээр нь шугаман чанарыг нэмэгдүүлдэг нь тодорхой байна. Багцын урт нь багцад цуглуулсан эр бэлгийн эсийн тооноос хамаарч өөр өөр байдаг. Багцын хоёр хэсгийг тусгаарласан: наалдамхай эр бэлгийн эсийн чөлөөт толгойг багтаасан эхний хэсэг, сүүл болон эр бэлгийн эсийн бүхэл бүтэн дистал төгсгөлийг багтаасан төгсгөлийн хэсэг. Өндөр хурдны камер (950 кадр/сек) ашиглан бөөгнөрсөн эр бэлгийн эсийн чөлөөт толгойнууд нь боодлын эхний хэсэгт ажиглагдсан бөгөөд тэдгээр нь хэлбэлзлийн хөдөлгөөнөөсөө болж бөөгнөрлийн хөдөлгөөнийг хариуцаж, үлдсэнийг нь мушгиа хөдөлгөөнөөр бөөгнөрөл рүү чирдэг (Видео 4). Гэсэн хэдий ч урт бөөгнөрөлд зарим чөлөөт эр бэлгийн эсийн толгойнууд биед наалдаж, бөөгнөрөлийн төгсгөлийн хэсэг нь бөөгнөрөлийг хөдөлгөхөд туслах сэнс болж ажилладаг болохыг ажигласан.
Шингэний удаан урсгалд байх үед эр бэлгийн эсийн багцууд бие биетэйгээ зэрэгцээ хөдөлдөг боловч урсгалын хурд нэмэгдэхийн хэрээр урсгалд угааж цэвэрлэхгүйн тулд давхцаж, хөдөлгөөнгүй байгаа бүх зүйлд наалдаж эхэлдэг. Хэд хэдэн эр бэлгийн эс бие биедээ ойртох үед багцууд үүсдэг бөгөөд тэдгээр нь синхроноор хөдөлж, бие биенээ ороож эхэлдэг бөгөөд дараа нь наалдамхай бодист наалддаг. Зураг 1 ба 2-т эр бэлгийн эсүүд бие биедээ хэрхэн ойртож, сүүл нь бие биенээ ороох үед уулзвар үүсгэдэгийг харуулав.
Судлаачид эр бэлгийн эсийн реологийг судлахын тулд бичил сувагт шингэний урсгалыг бий болгохын тулд гидростатик даралтыг хэрэглэсэн. 200 µm × 20 µm (W × H) хэмжээтэй, 3.6 µm урттай бичил суваг ашигласан. Савнуудын хооронд үзүүрт нь тариур суурилуулсан бичил сувгуудыг ашигла. Сувгуудыг илүү харагдахуйц болгохын тулд хүнсний будагч бодис ашигласан.
Холбогч кабель болон дагалдах хэрэгслийг хананд холбоно уу. Видеог фазын контраст микроскопоор авсан. Зураг бүрт фазын контраст микроскоп болон зураглалын зургийг үзүүлэв. (A) Хоёр урсгалын хоорондох холболт нь мушгиа хөдөлгөөнөөс болж урсгалыг эсэргүүцдэг (улаан сум). (B) Хоолойн багц ба сувгийн хананы хоорондох холболт (улаан сум), нэгэн зэрэг тэдгээр нь өөр хоёр багцтай холбогдсон (шар сум). (C) Микрофлюидик суваг дахь эр бэлгийн эсийн багцууд хоорондоо холбогдож эхэлдэг (улаан сум), эр бэлгийн эсийн багцын тор үүсгэдэг. (D) Эр бэлгийн эсийн багцын сүлжээ үүсэх.
Шингэрүүлсэн эр бэлгийн эсийн дуслыг микрофлюидик төхөөрөмжид хийж, урсгал үүсгэхэд эр бэлгийн эсийн цацраг урсгалын эсрэг хөдөлж байгааг ажигласан. Боодол нь микро сувгуудын хананд нягт наалддаг бөгөөд боодлын эхний хэсгийн чөлөөт толгойнууд нь тэдгээрт нягт наалддаг (видео 5). Тэд мөн урсгалд шүүрэгдэхээс сэргийлж замдаа байгаа хог хаягдал гэх мэт хөдөлгөөнгүй хэсгүүдэд наалддаг. Цаг хугацаа өнгөрөхөд эдгээр боодол нь бусад ганц эр бэлгийн эсийг барьж, богино боодолтой урт утаслаг болж хувирдаг (видео 6). Урсгал удааширч эхлэхэд эр бэлгийн эсийн урт шугамууд нь эр бэлгийн эсийн шугамын сүлжээ үүсгэж эхэлдэг (видео 7; Зураг 2).
Урсгалын өндөр хурдтай үед (V > 33 µm/s) урсгалын хөвөх хүчийг илүү сайн эсэргүүцэхийн тулд олон тооны эр бэлгийн эсийн багцыг барих оролдлого хийснээр утаснуудын спираль хөдөлгөөн нэмэгддэг. Урсгалын өндөр хурдтай үед (V > 33 µm/s) урсгалын хөвөх хүчийг илүү сайн эсэргүүцэхийн тулд олон тооны эр бэлгийн эсийн багцыг барих оролдлого хийснээр утаснуудын спираль хөдөлгөөн нэмэгддэг. При высокой скорости потока (V > 33 мкм/с) спиралевидные движения нитей усиливаются, поскольку они пытаются поймать множество отделных сперматозоидов, образующих пучки, которые лучше противостоят дрейфююу. Урсгалын өндөр хурдтай үед (V > 33 µm/s), хэлхээний мушгиа хөдөлгөөн нэмэгдэж, тэдгээр нь олон тооны эр бэлгийн эсийг барьж, урсгалын хөөрлийн хүчийг илүү сайн эсэргүүцэх чадвартай багц үүсгэдэг.在高流速(V > 33 μм/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 南从而 更 地 抵抗 的 漂移力。。。。。。。。。。。. При высоких скоростях потока (V > 33 мкм/с) спиральное движение нитей увеличивается в попытке захватить множество отделных сперматозоидов, образующих пучки, чтобы лучше сопротивляться силам дрейфа поток. Урсгалын өндөр хурдтай үед (V > 33 µm/s), урсгалын зөрүүний хүчийг илүү сайн эсэргүүцэхийн тулд олон тооны бие даасан эр бэлгийн эсийг барьж авах оролдлого хийж, судалтай хэсгүүдийн мушгиа хөдөлгөөн нэмэгддэг.Тэд мөн хажуугийн хананд бичил сувгуудыг холбохыг оролдсон.
Эр бэлгийн эсийн багцыг гэрлийн микроскоп (LM) ашиглан эр бэлгийн эсийн толгойн бөөгнөрөл болон муруй сүүлний бөөгнөрөл гэж тодорхойлсон. Төрөл бүрийн агрегаттай эр бэлгийн эсийн багцыг мөн мушгирсан толгой ба туг хэлбэртэй агрегатууд, олон нийлсэн эр бэлгийн эсийн сүүл, сүүлтэй холбогдсон эр бэлгийн эсийн толгой, нугарсан цөмтэй эр бэлгийн эсийн толгойг олон нийлсэн цөм гэж тодорхойлсон. Дамжуулах электрон микроскоп (TEM). Сканнердах электрон микроскоп (SEM) нь эр бэлгийн эсийн багцууд нь эр бэлгийн эсийн толгойн бүрхүүлтэй агрегатууд бөгөөд эр бэлгийн эсийн агрегатууд нь ороосон сүүлний холбогдсон сүлжээг харуулсан.
Эр бэлгийн эсийн морфологи ба хэт бүтэц, эр бэлгийн эсийн багцын үүсэлтийг гэрлийн микроскоп (хагас хэсэг), сканнердах электрон микроскоп (SEM) болон дамжуулалтын электрон микроскоп (TEM) ашиглан судалж, эр бэлгийн эсийн түрхэцийг акридин улбар шараар будаж, эпифлуоресценцийн микроскоп ашиглан шалгасан.
Эр бэлгийн эсийн түрхэцийн толбыг акридин улбар шараар будахад (Зураг 3B) эр бэлгийн эсийн толгойнууд хоорондоо наалдаж, шүүрлийн материалаар бүрхэгдсэн нь том бөөгнөрөл үүссэн болохыг харуулсан (Зураг 3D). Эр бэлгийн эсийн багцууд нь хоорондоо холбогдсон сүүлний сүлжээтэй эр бэлгийн эсийн бөөгнөрөлөөс бүрддэг (Зураг 4A-C). Эр бэлгийн эсийн багцууд нь хоорондоо наалдсан олон эр бэлгийн эсийн сүүлнээс бүрддэг (Зураг 4D). Нууцууд (Зураг 4E,F) нь эр бэлгийн эсийн багцын толгойг бүрхсэн.
Эр бэлгийн эсийн багц үүсэх Фазын контраст микроскоп болон акридин улбар шараар будсан эр бэлгийн эсийн түрхлэг ашиглан эр бэлгийн эсийн толгойнууд хоорондоо наалддаг болохыг харуулсан. (A) Эр бэлгийн эсийн эрт үеийн багц үүсэх нь эр бэлгийн эс (цагаан тойрог) болон гурван эр бэлгийн эс (шар тойрог)-оос эхэлдэг бөгөөд спираль нь сүүлээс эхэлж, толгойгоор төгсдөг. (B) Акридин улбар шараар будсан эр бэлгийн эсийн түрхэцийн микроскоп нь наалдсан эр бэлгийн эсийн толгойг харуулдаг (сум). Шүүр нь толгой(ууд)-ыг хамардаг. Томруулга × 1000. (C) Микрофлюидик сувагт урсгалаар зөөгдсөн том цацрагийн хөгжил (950 fps өндөр хурдтай камер ашиглан). (D) Акридин улбар шараар будсан эр бэлгийн эсийн түрхэцийн микроскоп нь том багцуудыг харуулдаг (сум). Томруулга: ×200.
Акридин улбар шараар будсан эр бэлгийн эсийн цацраг болон эр бэлгийн эсийн түрхэцийн сканнердах электрон микрограф. (A, B, D, E) нь эр бэлгийн эсийн дижитал өнгөт сканнердах электрон микрографууд бөгөөд C ба F нь акридин улбар шараар будсан эр бэлгийн эсийн түрхэцийн микрографууд бөгөөд эдгээр нь сүүлний торыг ороосон олон эр бэлгийн эсийн наалдацыг харуулж байна. (AC) Эр бэлгийн эсийн агрегатуудыг сүүлний сүлжээ хэлбэрээр харуулсан (сум). (D) Сүүлийг ороосон хэд хэдэн эр бэлгийн эсийн наалдац (наалдамхай бодис, ягаан хүрээ, сум). (E ба F) Наалдамхай материалаар бүрхэгдсэн эр бэлгийн эсийн толгойн агрегатууд (заагч). Эр бэлгийн эс нь хэд хэдэн эргүүлэг төст бүтэцтэй багц үүсгэсэн (F). (C) ×400 ба (F) ×200 томруулалт.
Дамжуулах электрон микроскоп ашиглан бид эр бэлгийн эсийн багцууд нь сүүлтэй (Зураг 6A, C), толгойнууд нь сүүлтэй (Зураг 6B), эсвэл толгойнууд нь сүүлтэй (Зураг 6D) холбогдсон болохыг тогтоосон. Багц дахь эр бэлгийн эсийн толгойнууд нь муруй хэлбэртэй бөгөөд хоёр цөмийн хэсэгт байрладаг (Зураг 6D). Зүссэн багцад эр бэлгийн эс нь хоёр цөмийн хэсэг болон олон туг хэлбэртэй хэсэгтэй мушгирсан толгойтой байв (Зураг 5A).
Эр бэлгийн эсийн багц дахь холбогч сүүл болон эр бэлгийн эсийн толгойг холбосон наалдуулах материалыг харуулсан дижитал өнгөт электрон микроскоп. (A) Олон тооны эр бэлгийн эсийн залгагдсан сүүл. Сүүл нь босоо (сум) болон хэвтээ (сум) проекцуудад хэрхэн харагдаж байгааг анхаарна уу. (B) Эр бэлгийн эсийн толгой (сум) нь сүүлтэй (сум) холбогдсон. (C) Хэд хэдэн эр бэлгийн эсийн сүүл (сум) холбогдсон. (D) Наалдуулах материал (AS, цэнхэр) нь дөрвөн эр бэлгийн эсийн толгойг (нил ягаан) холбодог.
Сканнердах электрон микроскопоор шүүрэл эсвэл мембранаар бүрхэгдсэн эр бэлгийн эсийн багц дахь эр бэлгийн эсийн толгойг илрүүлсэн (Зураг 6B) бөгөөд энэ нь эр бэлгийн эсийн багцууд эсийн гаднах материалаар бэхлэгдсэн болохыг харуулж байна. Агглютинжуулсан материалыг эр бэлгийн эсийн толгойд (медузын толгой шиг угсралт; Зураг 5B) төвлөрүүлж, дистал чиглэлд тэлж, акридин улбар шараар будахад флуоресценцийн микроскопоор тод шаргал өнгөтэй харагдуулсан (Зураг 6C). Энэ бодис нь сканнердах микроскопоор тод харагдаж, холбогч бодис гэж тооцогддог. Хагас нимгэн хэсгүүд (Зураг 5C) болон акридин улбар шараар будсан эр бэлгийн эсийн түрхэц нь нягт савлагдсан толгой, муруй сүүлтэй эр бэлгийн эсийн багцуудыг харуулсан (Зураг 5D).
Төрөл бүрийн аргыг ашиглан эр бэлгийн эсийн толгой болон эвхэгдсэн сүүлний бөөгнөрлийг харуулсан янз бүрийн фотомикрографууд. (A) Хоёр хэсэгтэй цөм (цэнхэр) болон хэд хэдэн туг хэлбэртэй хэсэг (ногоон) бүхий ороомог эр бэлгийн эсийн толгойг харуулсан эр бэлгийн эсийн багцын хөндлөн огтлолын дижитал өнгө дамжуулах электрон микрограф. (B) Бүрхэгдсэн мэт харагдаж буй медуз шиг эр бэлгийн эсийн толгойн бөөгнөрөл (сум)-ыг харуулсан дижитал өнгөт сканнердах электрон микрограф. (C) Бүрхэгдсэн эр бэлгийн эсийн толгой (сум) болон муруйсан сүүл (сум)-ыг харуулсан хагас нимгэн хэсэг. (D) Акридин улбар шараар будсан эр бэлгийн эсийн түрхэцийн микрограф нь эр бэлгийн эсийн толгойн бөөгнөрөл (сум) болон муруйсан наалдамхай сүүл (сум)-ыг харуулсан. Наалдамхай бодис (S) нь эр бэлгийн эсийн толгойг бүрхдэг болохыг анхаарна уу. (D) × 1000 томруулалт.
Дамжуулах электрон микроскоп (Зураг 7А) ашиглан эр бэлгийн эсийн толгой мушгирсан, цөм нь спираль хэлбэртэй болохыг тэмдэглэсэн бөгөөд үүнийг акридин улбар шараар будсан, флуоресценцийн микроскопоор шалгасан эр бэлгийн эсийн түрхлэгээр баталгаажуулсан (Зураг 7Б).
(A) Дижитал өнгө дамжуулах электрон микроскоп болон (B) Эрэгтэй толгойнууд болон эр бэлгийн эсийн толгой, сүүлний холболтыг харуулсан Акридин улбар шараар будсан эр бэлгийн эсийн түрхэц (сум). (B) × 1000 томруулалт.
Шарказигийн эр бэлгийн эсүүд нэгдэж, хөдөлгөөнт утаслаг багц үүсгэдэг нь сонирхолтой нээлт юм. Эдгээр багцын шинж чанар нь SST-д эр бэлгийн эсийг шингээх, хадгалахад тэдгээрийн гүйцэтгэх үүргийг ойлгох боломжийг бидэнд олгодог.
Үржлийн дараа эр бэлгийн эс үтрээнд орж, эрчимтэй сонгон шалгаруулах үйл явцад ордог бөгөөд үүний үр дүнд хязгаарлагдмал тооны эр бэлгийн эс SST-д ордог15,16. Өнөөдрийг хүртэл эр бэлгийн эс SST-д хэрхэн орж, гарах механизм тодорхойгүй байна. Шувууны аж ахуйд эр бэлгийн эсийг SST-д төрөл зүйлээс хамааран 2-10 долоо хоног хүртэл удаан хугацаагаар хадгалдаг6. SST-д хадгалах үеийн үрийн шингэний төлөв байдлын талаар маргаан байсаар байна. Тэд хөдөлгөөнтэй юу эсвэл тайван уу? Өөрөөр хэлбэл, эр бэлгийн эсүүд SST-д байр сууриа хэрхэн удаан хадгалдаг вэ?
Форман4 нь SST-ийн байршил болон гадагшлах үйл явцыг эр бэлгийн эсийн хөдөлгөөний үүднээс тайлбарлаж болно гэж үзсэн. Зохиогчид эр бэлгийн эс нь SST хучуур эдийн үүсгэсэн шингэний урсгалын эсрэг сэлж, байр сууриа хадгалдаг бөгөөд эр бэлгийн эсийн хурд нь энерги дутагдсанаас болж арагшаа хөдөлж эхлэх цэгээс доош унасан үед SST-ээс гадагшилдаг гэж таамаглаж байна. Занибони5 нь SST хучуур эдийн эсийн оройн хэсэгт аквапорин 2, 3, 9 байгааг баталсан бөгөөд энэ нь Форманы эр бэлгийн эсийн хадгалалтын загварыг шууд бусаар дэмжиж магадгүй юм. Одоогийн судалгаагаар бид Шаркашийн эр бэлгийн эсийн бараг тал хувь нь урсаж буй шингэнд эерэг реологи үзүүлдэг бөгөөд наалдуулагдсан эр бэлгийн эсийн багцууд нь эерэг реологи үзүүлдэг эр бэлгийн эсийн тоог нэмэгдүүлдэг боловч наалдуулалт нь тэднийг удаашруулдаг болохыг тогтоожээ. Эр бэлгийн эсүүд шувууны фаллопийн гуурсаар үр тогтох хэсэгт хэрхэн дамждагийг бүрэн ойлгоогүй байна. Хөхтөн амьтдад фолликулын шингэний химоатрик нь эр бэлгийн эсийг татдаг. Гэсэн хэдий ч химиоаттрактантууд нь эр бэлгийн эсийг хол зайд ойртуулдаг гэж үздэг7. Тиймээс эр бэлгийн эсийн тээвэрлэлтийг бусад механизм хариуцдаг. Үржлийн дараа ялгардаг фаллопийн гуурсан хоолойн шингэний эсрэг эр бэлгийн эсийн чиглэл, урсгалын чадвар нь хулганад эр бэлгийн эсийг чиглүүлэх гол хүчин зүйл болдог гэж мэдээлсэн. Паркер 17 нь эр бэлгийн эс нь шувуу, мөлхөгчдийн сормуусны урсгалын эсрэг сэлж өндгөн хоолойгоор дамжин өнгөрдөг гэж үзсэн. Хэдийгээр шувуунд туршилтаар нотлогдоогүй ч Адольфи18 нь шүүлтүүрийн цаасны туузаар бүрхүүл болон гулсуурын хооронд нимгэн шингэн давхарга үүсгэхэд шувууны эр бэлгийн эс эерэг үр дүн өгдөг болохыг анх олж мэдсэн. Реологи. Хино, Янагимачи [19] нар хулганы өндгөвч-гуурсан хоолой-умайн цогцолборыг перфузийн цагирагт байрлуулж, фаллопийн гуурсан хоолой дахь шингэний урсгалыг харахын тулд 1 мкл бэх тарьсан. Тэд фаллопийн гуурсан хоолойд агшилт ба сулралын маш идэвхтэй хөдөлгөөнийг анзаарсан бөгөөд бүх бэхний бөмбөлөг нь фаллопийн гуурсан хоолойн ампул руу тогтвортой хөдөлж байв. Зохиогчид эр бэлгийн эсийг өргөх, үр тогтоохын тулд доод фаллопийн гуурснаас дээд гуурсан хоолой руу урсах нь чухал болохыг онцолсон. Brillard20 тахиа, цацагт хяруулын хувьд эр бэлгийн эсүүд үтрээний үүднээс идэвхтэй хөдөлгөөнөөр умай-үтрээний уулзвар руу шилждэг бөгөөд тэнд хадгалагддаг гэж мэдээлсэн. Гэсэн хэдий ч энэ хөдөлгөөн нь умайн үтрээний уулзвар болон инфундибулумын хооронд шаардлагагүй, учир нь эр бэлгийн эсүүд идэвхгүй шилжилтээр тээвэрлэгддэг. Өмнөх зөвлөмжүүд болон одоогийн судалгаанаас гарсан үр дүнг мэдэж байгаа тул эр бэлгийн эсийн урсгал дээшлэх чадвар (реологи) нь сонголтын үйл явцын үндэс суурь болсон шинж чанаруудын нэг гэж үзэж болно. Энэ нь эр бэлгийн эс үтрээгээр дамжин өнгөрч, CCT-д хадгалагдахыг тодорхойлдог. Форман4-ийн санал болгосноор энэ нь эр бэлгийн эсийн SST болон түүний амьдрах орчинд тодорхой хугацаанд орж, дараа нь хурд нь удааширч эхлэхэд гарах үйл явцыг хөнгөвчлөх боломжтой.
Нөгөөтэйгүүр, Мацузаки болон Сасанами 21 нар шувууны эр бэлгийн эс нь эр, эм бэлгийн замын хөдөлгөөний өөрчлөлтийг унтаа байдлаас хөдөлгөөнд оруулдаг гэж үзсэн. SST-д эр бэлгийн эсийн хөдөлгөөнийг дарангуйлах нь эр бэлгийн эс удаан хадгалагдаж, SST-ээс гарсны дараа залуужихыг тайлбарлах зорилготой гэж үзсэн. Гипоксик нөхцөлд Мацузаки нар SST-д лактатын өндөр үйлдвэрлэл, ялгаралт ажиглагдсан бөгөөд энэ нь эр бэлгийн эсийн хөдөлгөөнийг дарангуйлахад хүргэж болзошгүй гэж мэдээлсэн. Энэ тохиолдолд эр бэлгийн эсийн реологийн ач холбогдол нь эр бэлгийн эсийн хадгалалтад биш харин тэдгээрийн сонголт, шингээлтэд тусгагдсан байдаг.
Эр бэлгийн эсийн наалдуулах хэв маягийг SST-д эр бэлгийн эс удаан хадгалагдах хугацаатай холбоотой үндэслэлтэй тайлбар гэж үздэг, учир нь энэ нь шувууны аж ахуйд эр бэлгийн эсийн хадгалалтын нийтлэг хэв маяг юм2,22,23. Бакст нар 2 ихэнх эр бэлгийн эсүүд бие биендээ наалдаж, салаалсан бөөгнөрөл үүсгэдэг бөгөөд бөднө шувууны CCM-д ганц эр бэлгийн эс ховор тохиолддог болохыг ажигласан. Нөгөөтэйгүүр, Вэн нар 24 тахианы SST хөндийд илүү тархай бутархай эр бэлгийн эс, цөөн тооны эр бэлгийн эсийн бөөгнөрөл ажигласан. Эдгээр ажиглалт дээр үндэслэн эр бэлгийн эсийн наалдуулах хандлага нь шувуудын хооронд болон ижил үрийн шингэн дэх эр бэлгийн эсийн хооронд өөр өөр байдаг гэж үзэж болно. Үүнээс гадна, Ван Крей нар 9 наалдуулагдсан эр бэлгийн эсийн санамсаргүй задрал нь эр бэлгийн эсийг умайн гуурсны хөндий рүү аажмаар нэвтрэхэд хүргэдэг гэж үзсэн. Энэхүү таамаглалын дагуу наалдуулах чадвар багатай эр бэлгийн эсийг эхлээд SST-ээс гаргах хэрэгтэй. Энэ нөхцөлд эр бэлгийн эсийн наалдуулах чадвар нь бохир шувуудын эр бэлгийн эсийн өрсөлдөөний үр дүнд нөлөөлөх хүчин зүйл байж болно. Үүнээс гадна, наалдуулагдсан эр бэлгийн эс удаан задарч, үржил шим удаан хадгалагдана.
Хэд хэдэн судалгаанд эр бэлгийн эсийн бөөгнөрөл болон багц болгон бөөгнөрөх нь ажиглагдсан боловч SST доторх кинематик ажиглалтын нарийн төвөгтэй байдлаас шалтгаалан тэдгээрийг нарийвчлан тайлбарлаагүй болно. In vitro нөхцөлд эр бэлгийн эсийн бөөгнөрөлийг судлах хэд хэдэн оролдлого хийгдсэн. Унжсан үрийн дуслаас нимгэн утсыг салгахад өргөн хүрээтэй боловч түр зуурын бөөгнөрөл ажиглагдсан. Энэ нь дуслаас сунасан бөмбөлөг цухуйж, үрийн булчирхайг дуурайдаг болохыг харуулж байна. 3 хэмжээст хязгаарлалт болон богино дуслаар хатаах хугацаанаас шалтгаалан бүхэл бүтэн блок хурдан эвдэрчээ9. Одоогийн судалгаанд Шаркаши тахиа болон микрофлюидик чипс ашиглан эдгээр багц хэрхэн үүсдэг, хэрхэн хөдөлдөгийг тайлбарлаж чадсан. Эр бэлгийн эсийн багцууд нь үрийн шингэн цуглуулсны дараа шууд үүссэн бөгөөд урсгалд байх үед эерэг реологи үзүүлдэг нь тогтоогдсон. Цаашилбал, макроскопоор харахад эр бэлгийн эсийн багцууд нь тусгаарлагдсан эр бэлгийн эстэй харьцуулахад хөдөлгөөний шугаман чанарыг нэмэгдүүлдэг болохыг ажигласан. Энэ нь эр бэлгийн эсийн наалдуулалт SST нэвтрэлтээс өмнө үүсч болох бөгөөд өмнө нь санал болгосончлон стрессээс болж эр бэлгийн эсийн үйлдвэрлэл нь жижиг хэсгээр хязгаарлагдахгүй гэдгийг харуулж байна (Тингари ба Лэйк12). Боодол үүсэх үед эр бэлгийн эсүүд уулзвар үүсгэх хүртэл синхроноор сэлж, дараа нь сүүл нь бие биенээ ороож, эр бэлгийн эсийн толгой чөлөөтэй хэвээр үлддэг боловч сүүл ба эр бэлгийн эсийн дистал хэсэг нь наалдамхай бодисоор наалддаг. Тиймээс холбоосны чөлөөт толгой нь хөдөлгөөнийг хариуцаж, холбоосны үлдсэн хэсгийг чирдэг. Эр бэлгийн эсийн багцын электрон микроскопоор харахад наалдамхай материалаар бүрхэгдсэн эр бэлгийн эсийн толгойнууд хавсарсан байгааг харуулсан бөгөөд энэ нь эр бэлгийн эсийн толгойнууд амрах багц хэлбэрээр бэхлэгдсэн бөгөөд энэ нь хадгалах цэг (SST)-д хүрсний дараа үүссэн байж болзошгүйг харуулж байна.
Эр бэлгийн эсийн түрхлэгийг акридин улбар шараар будахад эр бэлгийн эсийн эргэн тойрон дахь эсийн гаднах наалдамхай материалыг флуоресцент микроскопоор харж болно. Энэ бодис нь эр бэлгийн эсийн багцуудыг хүрээлэн буй гадаргуу эсвэл хэсгүүдэд наалдаж, наалддаг тул хүрээлэн буй урсгалтай хамт хөвөхгүй. Тиймээс бидний ажиглалт нь эр бэлгийн эсийн наалдац нь хөдөлгөөнт багц хэлбэрээр явагддаг болохыг харуулж байна. Тэдний урсгалын эсрэг сэлж, ойролцоох гадаргуу дээр наалдах чадвар нь эр бэлгийн эсийг SST-д удаан байлгах боломжийг олгодог.
Rothschild25 нь гемоцитометрийн камер ашиглан суспензийн дусал дахь үхрийн үрийн шингэний хөвөгч тархалтыг судалж, микроскопын босоо болон хэвтээ оптик тэнхлэгтэй камераар дамжуулан микрофотограф авсан. Үр дүнгээс харахад эр бэлгийн эсүүд камерын гадаргуу руу татагдсан байна. Зохиогчид эр бэлгийн эс болон гадаргуугийн хооронд гидродинамик харилцан үйлчлэл байж болзошгүй гэж үзэж байна. Үүнийг харгалзан үзвэл, Шаркаши тахианы үрийн шингэн наалдамхай бөөгнөрөл үүсгэх чадвартай хамт үрийн шингэн нь SST хананд наалдаж, удаан хугацаанд хадгалагдах магадлалыг нэмэгдүүлж болзошгүй юм.
Бкчетти болон Афзелиу26 нар эр бэлгийн эсийн гликокаликс нь гаметыг таних, наалдуулахад шаардлагатай гэж мэдээлсэн. Форман10 шувууны үрийн шингэнийг нейраминидазагаар эмчилснээр гликопротеин-гликолипидын бүрхүүл дэх α-гликозидын холбоог гидролизлох нь эр бэлгийн эсийн хөдөлгөөнд нөлөөлөхгүйгээр үржил шимийг бууруулдаг болохыг ажигласан. Зохиогчид нейраминидазын гликокаликсэд үзүүлэх нөлөө нь умай-үтрээний уулзвар дахь эр бэлгийн эсийн хуримтлалыг алдагдуулж, улмаар үржил шимийг бууруулдаг гэж үзэж байна. Тэдний ажиглалтаар нейраминидазын эмчилгээ нь эр бэлгийн эс болон өндгөн эсийн таних чадварыг бууруулж болзошгүйг үл тоомсорлож болохгүй. Форман болон Энгель10 нар тахиануудыг нейраминидазагаар эмчилсэн үрийн шингэнээр үтрээнд хээлтүүлэхэд үржил шим буурдаг болохыг тогтоожээ. Гэсэн хэдий ч нейраминидазагаар эмчилсэн эр бэлгийн эстэй IVF нь хяналтын тахиатай харьцуулахад үржил шимт нөлөөлөөгүй. Зохиогчид эр бэлгийн эсийн мембраны эргэн тойрон дахь гликопротеин-гликолипидын бүрхүүлийн өөрчлөлт нь умай-үтрээний уулзвар дээр эр бэлгийн эсийн хуримтлалыг алдагдуулснаар эр бэлгийн эсийн үр тогтох чадварыг бууруулдаг бөгөөд энэ нь умай-үтрээний уулзварын хурдаас болж эр бэлгийн эсийн алдагдалыг нэмэгдүүлдэг боловч эр бэлгийн эс болон өндгөн эсийн танигдалд нөлөөлдөггүй гэж дүгнэжээ.
Бакст, Баучан 11 нар цацагт хяруулын SST-ийн хөндийд жижиг цэврүү болон мембраны хэлтэрхий олж, эдгээр мөхлөгүүдийн зарим нь эр бэлгийн эсийн мембрантай нийлсэн болохыг ажигласан. Зохиогчид эдгээр хамаарал нь эр бэлгийн эсийг SST-д удаан хугацаанд хадгалахад хувь нэмэр оруулж болзошгүй гэж үзэж байна. Гэсэн хэдий ч судлаачид эдгээр хэсгүүдийн эх үүсвэрийг тодорхойлоогүй бөгөөд эдгээр нь CCT хучуур эдийн эсүүдээр ялгардаг, эр бэлгийн эсийн нөхөн үржихүйн системээр үүсгэгдэж, ялгардаг, эсвэл эр бэлгийн эс өөрөө үүсгэдэг эсэхийг тодорхойлоогүй байна. Түүнчлэн эдгээр хэсгүүд нь наалдуулах үүрэгтэй. Грүтзнер нар27 эпидидимийн хучуур эдийн эсүүд нь нэг нүх сүвтэй үрийн суваг үүсгэхэд шаардлагатай тодорхой уураг үүсгэж, ялгаруулдаг гэж мэдээлсэн. Зохиогчид мөн эдгээр багцуудын тархалт нь эпидидимийн уургуудын харилцан үйлчлэлээс хамаардаг гэж мэдээлсэн. Никсон нар28 adnexa нь хүчиллэг цистеинээр баялаг остеонектин уураг ялгаруулдаг болохыг тогтоожээ; SPARC нь богино хошуутай эхидна болон нугасан шувуунд эр бэлгийн эсийн багц үүсэхэд оролцдог. Эдгээр цацрагийн тархалт нь энэ уургийн алдагдалтай холбоотой юм.
Одоогийн судалгаанд электрон микроскоп ашиглан хийсэн хэт авиан бүтцийн шинжилгээгээр эр бэлгийн эс нь их хэмжээний нягт материалд наалдсан болохыг харуулсан. Эдгээр бодисууд нь наалдсан толгойнуудын хооронд болон эргэн тойронд нягтардаг наалдацыг хариуцдаг боловч сүүлний хэсэгт бага концентрацитай байдаг гэж үздэг. Бид энэхүү наалдац үүсгэдэг бодис нь эр бэлгийн эсийн нөхөн үржихүйн системээс (эпидидимис эсвэл вас деференс) үрийн шингэнтэй хамт ялгардаг гэж үздэг, учир нь бид үрийн шингэнийг лимф болон үрийн сийвэнгээс салгаж байгааг ихэвчлэн ажигладаг. Шувууны эр бэлгийн эс нь эпидидимис болон вас деференсээр дамжин өнгөрөхөд тэдгээр нь уургуудтай холбогдож, плазмын лемматай холбоотой гликопротейнуудыг олж авах чадварыг дэмждэг боловсорч гүйцэхтэй холбоотой өөрчлөлтүүдэд ордог гэж мэдээлсэн. Эдгээр уургууд нь SST-д оршин суудаг эр бэлгийн эсийн мембран дээр үлддэг нь эдгээр уургууд нь эр бэлгийн эсийн мембраны тогтвортой байдлыг олж авахад нөлөөлж, үржил шимийг нь тодорхойлж болзошгүйг харуулж байна 31. Ахаммад нар эр бэлгийн тогтолцооны янз бүрийн хэсгээс (төмсөгнөөс дистал вас деферен хүртэл) гаргаж авсан эр бэлгийн эс нь хадгалах температураас үл хамааран шингэн хадгалах нөхцөлд амьдрах чадвар нь аажмаар нэмэгдэж байгааг харуулсан бөгөөд хиймэл хээлтүүлгийн дараа тахианы амьдрах чадвар нь фаллопийн гуурсан хоолойд мөн нэмэгддэг болохыг мэдээлсэн.
Шаркаши тахианы эр бэлгийн эсийн багц нь эхидна, нугасан шувуу, ойн хулгана, бугын харх, далайн гахай зэрэг бусад зүйлээс өөр шинж чанар, үүрэгтэй байдаг. Шаркаси тахианд эр бэлгийн эсийн багц үүсэх нь дан эр бэлгийн эстэй харьцуулахад сэлэлтийн хурдыг бууруулдаг. Гэсэн хэдий ч эдгээр багц нь реологийн хувьд эерэг эр бэлгийн эсийн хувийг нэмэгдүүлж, эр бэлгийн эсийн динамик орчинд өөрийгөө тогтворжуулах чадварыг нэмэгдүүлдэг. Тиймээс бидний үр дүн нь SST-д эр бэлгийн эсийн наалдуулалт нь эр бэлгийн эсийн удаан хугацааны хадгалалттай холбоотой гэсэн өмнөх таамаглалыг баталж байна. Мөн бид эр бэлгийн эсийн багц үүсгэх хандлага нь SST-д эр бэлгийн эсийн алдагдлын хурдыг хянаж, эр бэлгийн эсийн өрсөлдөөний үр дүнг өөрчилж болзошгүй гэж таамаглаж байна. Энэхүү таамаглалын дагуу наалдуулах чадвар багатай эр бэлгийн эс нь эхлээд SST ялгаруулдаг бол наалдуулах чадвар өндөртэй эр бэлгийн эс нь үр удмын ихэнх хэсгийг гаргадаг. Нэг нүх сүвтэй эр бэлгийн эсийн багц үүсэх нь ашигтай бөгөөд эцэг эх-хүүхдийн харьцаанд нөлөөлдөг боловч өөр механизм ашигладаг. Эхидна болон нугасан шувуунд эр бэлгийн эсүүд бие биетэйгээ зэрэгцээ байрладаг тул цацрагийн урагшлах хурдыг нэмэгдүүлдэг. Эхиднагийн багцууд нь дан эр бэлгийн эсээс гурав дахин хурдан хөдөлдөг. Эмэгчин нь завхайрч, ихэвчлэн хэд хэдэн эрэгчинтэй нийлдэг тул эхиднад ийм эр бэлгийн эсийн багц үүсэх нь давамгайллыг хадгалах хувьслын дасан зохицол гэж үздэг. Тиймээс өөр өөр үрийн шингэнээс гарсан эр бэлгийн эсүүд өндгөн эсийн үр тогтохын төлөө ширүүн өрсөлддөг.
Шаркаси тахианы агглютинжсан эр бэлгийн эсийг фазын контраст микроскоп ашиглан дүрслэхэд хялбар байдаг бөгөөд энэ нь in vitro эр бэлгийн эсийн зан төлөвийг хялбархан судлах боломжийг олгодог тул давуу талтай гэж үздэг. Шаркаси тахианд эр бэлгийн эсийн бөөгнөрөл үүсэх механизм нь зарим ихэсийн хөхтөн амьтдын эр бэлгийн эсийн хамтын зан төлөвийг илэрхийлдэг механизмаас өөр бөгөөд зарим эр бэлгийн эс өндгөнд хүрч, бусад холбогдох хүмүүс өндгөнд нь хүрч, гэмтээхэд тусалдаг. өөрийгөө батлахын тулд. энэрэнгүй зан үйл. Өөрийгөө үр тогтоох 34. Эр бэлгийн эсийн хамтын зан үйлийн өөр нэг жишээ бол бугын хулганад илэрсэн бөгөөд эр бэлгийн эс нь генетикийн хувьд хамгийн холбоотой эр бэлгийн эсийг тодорхойлж, нэгтгэж, холбоогүй эр бэлгийн эстэй харьцуулахад хурдаа нэмэгдүүлэхийн тулд хамтын ажиллагааны бүлгүүдийг үүсгэж чаддаг байжээ.35.
Энэхүү судалгаагаар олж авсан үр дүн нь SWS-д эр бэлгийн эсийг удаан хугацаанд хадгалах тухай Фоманы онолтой зөрчилдөхгүй байна. Судлаачид эр бэлгийн эсүүд SST-ийг бүрхсэн хучуур эдийн эсийн урсгалд удаан хугацаанд хөдөлсөөр байгаа бөгөөд тодорхой хугацааны дараа эр бэлгийн эсийн энергийн нөөц шавхагдаж, хурд буурч, жижиг молекул жинтэй бодисыг гадагшлуулах боломжийг олгодог гэж мэдээлсэн. SST-ийн люменээс шингэний урсгалтай хамт эр бэлгийн эсийн энерги. Фаллопийн гуурсны хөндий. Одоогийн судалгаанд бид ганц эр бэлгийн эсийн тал хувь нь урсаж буй шингэний эсрэг сэлэх чадвартай болохыг ажигласан бөгөөд тэдгээрийн багц дахь наалдац нь эерэг реологи харуулах чадварыг нэмэгдүүлсэн. Цаашилбал, бидний өгөгдөл нь SST-д лактатын шүүрэл нэмэгдэх нь эр бэлгийн эсийн хөдөлгөөнийг дарангуйлж болзошгүй гэж мэдээлсэн Мацузаки болон бусад 1-ийн өгөгдөлтэй нийцэж байна. Гэсэн хэдий ч бидний үр дүн нь SST-д тэдний зан төлөвийг тодруулах оролдлогоор микро сувгийн доторх динамик орчинд эр бэлгийн эсийн хөдөлгөөнт холбоос үүсэх, тэдгээрийн реологийн зан төлөвийг тайлбарласан болно. Ирээдүйн судалгаа нь наалдуулах бодисын химийн найрлага, гарал үүслийг тодорхойлоход чиглэгдэж магадгүй бөгөөд энэ нь судлаачдад шингэн үрийн шингэнийг хадгалах, үржил шимийн хугацааг нэмэгдүүлэх шинэ аргуудыг боловсруулахад туслах нь дамжиггүй.
Судалгаанд 30 долоо хоногтой, хүзүү нүцгэн арван таван эр шаркаси (гомозигот давамгайлсан; Na Na)-г эр бэлгийн эсийн донороор сонгосон. Шувуудыг Египетийн Ашит мужийн Ашит Их Сургуулийн Хөдөө аж ахуйн факультетийн Судалгааны шувууны фермд өсгөсөн. Шувуудыг тус тусад нь торонд (30 x 40 x 40 см) байрлуулж, гэрлийн хөтөлбөрт хамруулж (16 цаг гэрэл, 8 цаг харанхуй), 160 гр түүхий уураг, 2800 ккал бодисын солилцооны энерги, тус бүр 35 гр кальци агуулсан хоолоор тэжээсэн. Нэг кг хоолны дэглэмд 5 грамм фосфор агуулаагүй.
36, 37-р өгөгдлөөс үзэхэд эрэгтэйчүүдээс хэвлийн массажаар үрийн шингэн цуглуулсан. 15 эрэгтэйчүүдээс 3 хоногийн хугацаанд нийт 45 үрийн шингэн цуглуулсан. Үрийн шингэнийг (n = 15/өдөр) калийн дифосфат (1.27 г), моносодиум глутамат моногидрат (0.867 г), фруктоз (0.5 d) усгүй натрийн ацетат (0.43 г), трис(гидроксиметил)аминометан (0.195 г), калийн цитрат моногидрат (0.064 г), калийн монофосфат (0.065 г), магнийн хлорид (0.034 г) болон H2O (100 мл) агуулсан Белсвилл шувууны үрийн шингэлэгчээр 1:1 (v:v) харьцаатайгаар нэн даруй шингэлсэн, рН = 7, 5, осмоляр чанар 333 мОсм/кг38. Шингэрүүлсэн үрийн шингэний дээжийг эхлээд гэрлийн микроскопоор шалгаж, үрийн шингэний чанар (чийгшил) сайн эсэхийг шалгаад, цуглуулснаас хойш хагас цагийн дотор хэрэглэх хүртэл 37°C-д усан ваннд хадгалсан.
Эр бэлгийн эсийн кинематик ба реологийг микрофлюидик төхөөрөмжийн системийг ашиглан тайлбарласан болно. Үрийн шингэний дээжийг Белтсвиллийн шувууны үрийн шингэлэгчд 1:40 хүртэл шингэлж, микрофлюидик төхөөрөмжид хийж (доор үзнэ үү), кинетик параметрүүдийг өмнө нь микрофлюидикийн шинж чанарыг тодорхойлох зорилгоор боловсруулсан Компьютержсэн үрийн шингэний шинжилгээ (CASA) системийг ашиглан тодорхойлсон. Шингэн орчин дахь эр бэлгийн эсийн хөдөлгөөний талаар (Механик инженерийн тэнхим, Инженерийн факультет, Ассиут Их Сургууль, Египет). Залгаасыг http://www.assiutmicrofluidics.com/research/casa39 хаягаар татаж авах боломжтой. Муруйн хурд (VCL, μm/s), шугаман хурд (VSL, μm/s) болон дундаж траекторын хурд (VAP, μm/s)-ийг хэмжсэн. Эр бэлгийн эсийн видеог Tucson ISH1000 камерт холбогдсон урвуу Optika XDS-3 фазын контраст микроскоп (40x объективтой) ашиглан 30 кадр/сек хурдтайгаар 3 секундын турш авсан. CASA програм хангамжийг ашиглан дээж тус бүрээс дор хаяж гурван хэсэг, 500 эр бэлгийн эсийн траекторийг судлаарай. Бичсэн видеог гэрийн хийсэн CASA ашиглан боловсруулсан. CASA залгуур дахь хөдөлгөөний тодорхойлолт нь эр бэлгийн эсийн урсгалын хурдтай харьцуулахад сэлэлтийн хурд дээр үндэслэсэн бөгөөд хажуу тийш хөдөлгөөн гэх мэт бусад параметрүүдийг оруулаагүй болно, учир нь энэ нь шингэний урсгалд илүү найдвартай болох нь тогтоогдсон. Реологийн хөдөлгөөнийг эр бэлгийн эсийн шингэний урсгалын эсрэг хөдөлгөөн гэж тодорхойлдог. Реологийн шинж чанартай эр бэлгийн эсийг хөдөлгөөнтэй эр бэлгийн эсийн тоонд хуваасан; тайван байдалд байгаа болон конвектив хөдөлгөөнтэй эр бэлгийн эсийг тооллогоос хассан.
Ашигласан бүх химийн бодисыг өөрөөр заагаагүй бол Elgomhoria Pharmaceuticals (Каир, Египет)-ээс авсан. Төхөөрөмжийг Эль-шерри болон бусад 40-ийн тайлбарласны дагуу зарим өөрчлөлттэйгөөр үйлдвэрлэсэн. Бичил сувгуудыг үйлдвэрлэхэд ашигласан материалд шилэн хавтан (Ховард Гласс, Вустер, MA), SU-8-25 сөрөг эсэргүүцэлтэй (MicroChem, Ньютон, Калифорни), диацетон спирт (Sigma Aldrich, Steinheim, Герман) болон полиацетон багтсан. -184, Доу Корнинг, Мидланд, Мичиган). Бичил сувгуудыг зөөлөн литограф ашиглан үйлдвэрлэдэг. Эхлээд хүссэн бичил сувгийн загвартай тунгалаг хамгаалалтын нүүрний маскыг өндөр нягтралтай хэвлэгч дээр хэвлэсэн (Prismatic, Каир, Египет ба Номхон далайн урлаг, дизайн, Маркхам, ON). Мастеруудыг шилэн хавтанг суурь болгон ашиглан хийсэн. Хавтангуудыг ацетон, изопропанол болон ионжуулсан усаар цэвэрлээд дараа нь 20 µм давхаргатай SU8-25-аар эргэлдэгч бүрхүүлээр бүрсэн (3000 эрг/мин, 1 мин). Дараа нь SU-8 давхаргыг зөөлөн хатааж (65°C, 2 минут ба 95°C, 10 минут), 50 секундын турш хэт ягаан туяанд байлгасан. Ил гарсан SU-8 давхаргыг хөндлөн холбохын тулд 65°C ба 95°C-д 1 минут ба 4 минут жигнэж, дараа нь диацетон спиртэнд 6.5 минут боловсруулсан. SU-8 давхаргыг цаашид хатууруулахын тулд вафлиг хатуу (200°C, 15 минут) жигнэнэ.
PDMS-ийг мономер болон хатууруулагчийг 10:1 жингийн харьцаатай хольж бэлтгэж, дараа нь вакуум хатаагчаар хийгүйжүүлж, SU-8 үндсэн хүрээ рүү цутгасан. PDMS-ийг зууханд (120°C, 30 минут) хатааж, дараа нь сувгуудыг хайчилж, мастераас нь салгаж, микро сувгийн оролт ба гаралтын хэсэгт хоолойг бэхлэхийн тулд цоолсон. Эцэст нь, PDMS микро сувгуудыг өөр газарт тайлбарласны дагуу зөөврийн корона процессор (Electro-Technic Products, Чикаго, Иллинойс) ашиглан микроскопын слайдуудад байнга бэхэлсэн. Энэхүү судалгаанд ашигласан микро суваг нь 200 µm × 20 µm (W × H) хэмжээтэй бөгөөд 3.6 см урттай.
Бичил суваг доторх гидростатик даралтаар өдөөгдсөн шингэний урсгалыг оролтын сав дахь шингэний түвшинг гаралтын сав дахь өндрийн зөрүү Δh39-аас дээш байлгах замаар хангадаг (Зураг 1).
энд f нь үрэлтийн коэффициент бөгөөд тэгш өнцөгт суваг дахь ламинар урсгалын хувьд f = C/Re гэж тодорхойлогдоно. Энд C нь сувгийн харьцаанаас хамаарах тогтмол, L нь микро сувгийн урт, Vav нь микро сувгийн доторх дундаж хурд, Dh нь сувгийн гидравлик диаметр, g нь таталцлын хурдатгал юм. Энэ тэгшитгэлийг ашиглан сувгийн дундаж хурдыг дараах тэгшитгэлийг ашиглан тооцоолж болно.