Asante kwa kutembelea Nature.com. Toleo la kivinjari unachotumia lina usaidizi mdogo wa CSS. Kwa matumizi bora zaidi, tunapendekeza utumie kivinjari kilichosasishwa (au uzime Hali ya Utangamano katika Internet Explorer). Wakati huo huo, ili kuhakikisha usaidizi unaoendelea, tutatoa tovuti bila mitindo na JavaScript.
Uzazi wa ndege hutegemea uwezo wao wa kuhifadhi mbegu za kiume za kutosha kwa muda mrefu katika mirija ya kuhifadhi manii (SST). Utaratibu halisi ambao manii huingia, hukaa ndani, na kutoka katika SST unabaki kuwa utata. Manii ya kuku wa sharkasi yalionyesha mwelekeo mkubwa wa kuganda, na kutengeneza vifurushi vya nyuzi vinavyosogea vyenye seli nyingi. Kutokana na ugumu wa kuchunguza mwendo na tabia ya manii katika mrija wa fallopian usio na mwanga, tulitumia kifaa cha microfluidic chenye sehemu ya msalaba ya mikrochannel sawa na ile ya manii ili kusoma kuganda na mwendo wa manii. Utafiti huu unajadili jinsi vifurushi vya manii huunda, jinsi vinavyosogea, na jukumu lao linalowezekana katika kupanua makazi ya manii katika SST. Tulichunguza kasi ya manii na tabia ya rheological wakati mtiririko wa maji ulizalishwa ndani ya mfereji wa microfluidic kwa shinikizo la hidrostatic (kiwango cha mtiririko = 33 µm/s). Manii huwa yanaelea dhidi ya mkondo (rheology chanya) na kasi ya kifungu cha manii hupunguzwa sana ikilinganishwa na manii moja. Mashapo ya manii yameonekana kusogea kwa ond na kuongezeka kwa urefu na unene kadri manii zaidi moja yanavyokusanywa. Vifurushi vya manii vilionekana vikikaribia na kushikamana na kuta za njia ndogo za maji ili kuepuka kufyonzwa kwa kasi ya mtiririko wa maji > 33 µm/s. Vifurushi vya manii vilionekana vikikaribia na kushikamana na kuta za njia ndogo za maji ili kuepuka kufyonzwa kwa kasi ya mtiririko wa maji > 33 µm/s. Было замечено, что пучки сперматозоидов приближаются na прилипают к боковым стенкам микрофлюидных каналов, чтобы избения смета жидкости> 33 мкм / с. Vifurushi vya manii vimeonekana vikikaribia na kushikamana na kuta za pembeni za mifereji ya majimaji ili kuepuka kusombwa na viwango vya mtiririko wa maji >33 µm/s.观察到精子束接近并粘附在微流体通道的侧壁上，以避免被流体流速> 33 µm/s 扫过.33 µm/s 扫过. Было замечено, что пучки сперматозоидов приближаются na прилипают к боковым стенкам микрожидкостного канала, чтобы избежать сместо > 33 мкм/с. Vifurushi vya manii vimeonekana vikikaribia na kushikamana na kuta za pembeni za mfereji wa microfluidic ili kuepuka kusombwa na mtiririko wa umajimaji kwa >33 µm/s.Uchanganuzi na hadubini ya elektroni ya uenezaji ilionyesha kuwa vifurushi vya manii viliungwa mkono na nyenzo nyingi zenye mnene. Data iliyopatikana inaonyesha uhamaji wa kipekee wa manii ya kuku wa Sharkazi, pamoja na uwezo wa manii kuganda na kuunda vifurushi vinavyoweza kuhamishika, jambo ambalo huchangia uelewa bora wa uhifadhi wa muda mrefu wa manii katika SMT.
Ili kupata utungisho kwa wanadamu na wanyama wengi, manii na mayai lazima yafike mahali pa utungisho kwa wakati unaofaa. Kwa hivyo, kujamiiana lazima kufanyike kabla au wakati wa ovulation. Kwa upande mwingine, baadhi ya mamalia, kama vile mbwa, na pia spishi zisizo za mamalia, kama vile wadudu, samaki, reptilia, na ndege, huhifadhi manii katika viungo vyao vya uzazi kwa muda mrefu hadi mayai yao yawe tayari kwa utungisho (utungisho usiofuatana 1). Ndege wanaweza kudumisha uhai wa manii yenye uwezo wa kutungisha mayai kwa wiki 2-102.
Hii ni sifa ya kipekee inayotofautisha ndege na wanyama wengine, kwani hutoa uwezekano mkubwa wa kurutubishwa baada ya kuhamisha mbegu mara moja kwa wiki kadhaa bila kuoana kwa wakati mmoja na ovulation. Kiungo kikuu cha kuhifadhi mbegu, kinachoitwa mirija ya kuhifadhi mbegu (SST), kiko kwenye mikunjo ya ndani ya mucosal kwenye makutano ya uterovaginal. Hadi leo, mifumo ambayo mbegu huingia, hukaa, na kutoka kwenye benki ya mbegu haijaeleweka kikamilifu. Kulingana na tafiti za awali, dhana nyingi zimewekwa mbele, lakini hakuna hata moja iliyothibitishwa.
Forman4 ilidhani kwamba manii hudumisha makazi yao katika uwazi wa SST kupitia mwendo unaoendelea wa oscillatory dhidi ya mwelekeo wa mtiririko wa maji kupitia njia za protini zilizo kwenye seli za epithelial za SST (rheology). ATP hupungua kutokana na shughuli ya mara kwa mara ya flagellar inayohitajika ili kuweka manii kwenye lumen ya SST na motility hatimaye hupungua hadi manii itolewe nje ya benki ya manii kwa mtiririko wa maji na kuanza safari mpya chini ya mrija wa fallopian unaopanda ili kurutubisha manii. Yai (Forman4). Mfano huu wa uhifadhi wa manii unasaidiwa na ugunduzi wa immunocytokemia ya aquaporins 2, 3 na 9 zilizopo katika seli za epithelial za SST. Hadi sasa, tafiti kuhusu rheology ya shahawa ya kuku na jukumu lake katika uhifadhi wa SST, uteuzi wa manii ya uke, na ushindani wa manii hazipo. Kwa kuku, manii huingia ukeni baada ya kujamiiana kwa asili, lakini zaidi ya 80% ya manii hutolewa kutoka ukeni muda mfupi baada ya kujamiiana. Hii inaonyesha kwamba uke ndio mahali pa msingi pa uteuzi wa manii kwa ndege. Zaidi ya hayo, imeripotiwa kwamba chini ya 1% ya mbegu za kiume zilizorutubishwa ukeni huishia kwenye SST2. Katika upandikizaji bandia wa vifaranga ukeni, idadi ya mbegu za kiume zinazofikia SST huongezeka saa 24 baada ya upandikizaji. Hadi sasa, utaratibu wa uteuzi wa mbegu za kiume wakati wa mchakato huu haujulikani wazi, na mwendo wa mbegu za kiume unaweza kuchukua jukumu muhimu katika ufyonzaji wa mbegu za kiume za SST. Kutokana na kuta nene na zisizo na mwangaza za mirija ya fallopian, ni vigumu kufuatilia moja kwa moja mwendo wa mbegu za kiume kwenye mirija ya fallopian ya ndege. Kwa hivyo, hatuna ujuzi wa msingi kuhusu jinsi mpito wa mbegu za kiume hadi SST baada ya utungisho.
Rheolojia hivi karibuni imetambuliwa kama jambo muhimu linalodhibiti usafirishaji wa manii katika sehemu za siri za mamalia. Kulingana na uwezo wa manii kusonga kuhama kinyume na wakati, Zaferani na wenzake walitumia mfumo wa corra microfluidic ili kutenga manii kusonga kutoka kwa sampuli za manii zilizofungwa. Aina hii ya upangaji wa manii ni muhimu kwa matibabu ya utasa wa kimatibabu na utafiti wa kimatibabu, na inapendelewa kuliko njia za kitamaduni ambazo ni za muda na zinahitaji kazi nyingi na zinaweza kuathiri mofolojia ya manii na uadilifu wa kimuundo. Hata hivyo, hadi sasa, hakuna tafiti zilizofanywa kuhusu athari za ute kutoka kwa viungo vya siri vya kuku kwenye mwendo wa manii.
Bila kujali utaratibu unaodumisha manii kuhifadhiwa katika SST, wachunguzi wengi wamegundua kwamba manii ya kawaida hukusanyika kichwa kwa kichwa katika SST ya kuku 9, 10, kware 2, na bata mzinga 11 ili kuunda vifurushi vya manii vilivyounganishwa. Waandishi wanapendekeza kwamba kuna uhusiano kati ya mkusanyiko huu na uhifadhi wa muda mrefu wa manii katika SST.
Tingari na Lake12 waliripoti uhusiano mkubwa kati ya manii kwenye tezi ya kupokea manii ya kuku na wakahoji kama manii ya ndege hujikusanya kwa njia sawa na manii ya mamalia. Wanaamini kwamba miunganisho ya kina kati ya manii kwenye vas deferens inaweza kuwa kutokana na msongo wa mawazo unaosababishwa na uwepo wa idadi kubwa ya manii katika nafasi ndogo.
Wakati wa kutathmini tabia ya manii kwenye slaidi mpya za glasi zinazoning'inia, dalili za muda mfupi za kuganda zinaweza kuonekana, haswa kwenye kingo za matone ya shahawa. Hata hivyo, kuganda mara nyingi kulisumbuliwa na kitendo cha kuzunguka kinachohusiana na mwendo unaoendelea, ambacho kinaelezea asili ya muda mfupi ya jambo hili. Watafiti pia waligundua kwamba wakati kiyeyusho kilipoongezwa kwenye shahawa, mkusanyiko mrefu wa seli "zinazofanana na uzi" ulionekana.
Majaribio ya awali ya kuiga shahawa yalifanywa kwa kuondoa waya mwembamba kutoka kwenye tone linaloning'inia, jambo lililosababisha kilele kirefu kama shahawa kutokeza kutoka kwenye tone la shahawa. Shahawa ilijipanga mara moja kwa mtindo sambamba ndani ya kilele, lakini kitengo kizima kilitoweka haraka kutokana na ukomo wa 3D. Kwa hivyo, ili kusoma uunganishaji wa shahawa, ni muhimu kuchunguza mwendo na tabia ya shahawa moja kwa moja kwenye mirija ya kuhifadhia shahawa iliyotengwa, ambayo ni vigumu kuifanikisha. Kwa hivyo, ni muhimu kutengeneza kifaa kinachoiga shahawa ili kusaidia masomo ya mwendo wa shahawa na tabia ya uunganishaji. Brillard et al13 waliripoti kwamba urefu wa wastani wa mirija ya kuhifadhia shahawa kwa vifaranga wazima ni 400–600 µm, lakini baadhi ya SST zinaweza kuwa na urefu wa hadi 2000 µm. Mero na Ogasawara14 waligawanya tezi za nusu-ferous katika mirija ya kuhifadhi manii iliyopanuka na isiyopanuka, ambayo yote yalikuwa na urefu sawa (~500 µm) na upana wa shingo (~38 µm), lakini kipenyo cha wastani cha lumen cha mirija hiyo kilikuwa 56.6 na 56.6 µm. . , mtawalia 11.2 μm, mtawalia. Katika utafiti wa sasa, tulitumia kifaa cha microfluidic chenye ukubwa wa chaneli ya 200 µm × 20 µm (W × H), ambacho sehemu yake ya msalaba iko karibu kidogo na ile ya SST iliyopanuliwa. Zaidi ya hayo, tulichunguza tabia ya uhamaji wa manii na mkusanyiko katika umajimaji unaotiririka, ambayo inaendana na dhana ya Foreman kwamba umajimaji unaozalishwa na seli za epithelial za SST huweka manii kwenye lumen katika mwelekeo wa mkondo kinyume (rheological).
Lengo la utafiti huu lilikuwa kushinda matatizo ya kuchunguza mwendo wa manii kwenye mirija ya fallopian na kuepuka ugumu wa kusoma rheolojia na tabia ya manii katika mazingira yanayobadilika. Kifaa cha microfluidic kilitumika ambacho huunda shinikizo la hidrostatic ili kuiga mwendo wa manii kwenye sehemu za siri za kuku.
Wakati tone la sampuli ya manii iliyopunguzwa (1:40) lilipowekwa kwenye kifaa cha microchannel, aina mbili za mwendo wa manii zingeweza kutambuliwa (manii iliyotengwa na manii iliyofungwa). Zaidi ya hayo, manii yalikuwa yakielekea kuogelea dhidi ya mkondo (rheolojia chanya; video 1, 2). Ingawa vifurushi vya manii vilikuwa na kasi ya chini kuliko ile ya manii ya upweke (p < 0.001), viliongeza asilimia ya manii kuonyesha rheotaxis chanya (p < 0.001; Jedwali la 2). Ingawa vifurushi vya manii vilikuwa na kasi ya chini kuliko ile ya manii ya upweke (p < 0.001), viliongeza asilimia ya manii kuonyesha rheotaxis chanya (p < 0.001; Jedwali la 2). Хотя пучки сперматозоидов имели более низкую скорость, чем у одиночных сперматозоидов (p <0,001), они увеличивали процемант, сперматозоидов демонстрирующих положительный реотаксис (p <0,001; таблица 2). Ingawa vifurushi vya manii vilikuwa na kasi ya chini kuliko ile ya manii moja (p < 0.001), viliongeza asilimia ya manii kuonyesha rheotaxis chanya (p < 0.001; Jedwali la 2).尽管精子束的速度低于孤独精子的速度（p < 0.001），但它們增加了显示阳性流变性的羾性的美生的田里。 0.001;表2).尽管 精子束 的 速度 低于 孤独的 速度 （p <0.001） ， 但 增加 了 显示 阳性 流叾(p <0.001 ; 2....".)(()) Хотя скорость пучков сперматозоидов была ниже, чем у одиночных сперматозоидов (p < 0,001), они увеличивали процент спидря реологией (p <0,001; таблица 2). Ingawa kasi ya vifurushi vya manii ilikuwa chini kuliko ile ya manii moja (p < 0.001), ziliongeza asilimia ya manii yenye rheolojia chanya (p < 0.001; Jedwali la 2).Rheolojia chanya ya spermatozoa moja na vijiti inakadiriwa kuwa takriban 53% na 85%, mtawalia.
Imeonekana kwamba mbegu za kiume za kuku wa sharkasi mara tu baada ya kutoa manii huunda vifurushi vya mstari, vyenye makumi ya watu binafsi. Vijiti hivi huongezeka kwa urefu na unene baada ya muda na vinaweza kubaki kwenye vitro kwa saa kadhaa kabla ya kutoweka (video 3). Vifurushi hivi vyenye nyuzi vimeumbwa kama mbegu za kiume za echidna ambazo huunda mwishoni mwa epididymis. Shahawa za kuku wa Sharkashi zimeonekana kuwa na tabia kubwa ya kuganda na kuunda kifurushi chenye matundu ndani ya chini ya dakika moja baada ya kukusanywa. Mihimili hii ina nguvu na inaweza kushikamana na kuta zozote zilizo karibu au vitu tuli. Ingawa vifurushi vya mbegu za kiume hupunguza kasi ya seli za mbegu za kiume, ni wazi kwamba kwa makroskopi huongeza mstari wao. Urefu wa vifurushi hutofautiana kulingana na idadi ya mbegu za kiume zilizokusanywa katika vifurushi. Sehemu mbili za kifurushi zilitengwa: sehemu ya awali, ikijumuisha kichwa huru cha mbegu zilizoganda, na sehemu ya mwisho, ikijumuisha mkia na mwisho mzima wa mbali wa mbegu za kiume. Kwa kutumia kamera ya kasi kubwa (950 fps), vichwa huru vya manii vilivyounganishwa vilizingatiwa katika sehemu ya kwanza ya kifungu, na hivyo kuwajibika kwa mwendo wa kifungu kutokana na mwendo wao wa kutetemeka, na kuvivuta vilivyobaki kwenye kifungu kwa mwendo wa mviringo (Video 4). Hata hivyo, katika vishimo virefu, imeonekana kwamba baadhi ya vichwa huru vya manii vilivyoshikamana na mwili na sehemu ya mwisho ya kishimo hufanya kazi kama vishimo vya kusaidia kusukuma kishimo.
Wakati mtiririko wa maji polepole, vifurushi vya manii husogea sambamba, hata hivyo, huanza kuingiliana na kushikamana na kila kitu ambacho bado, ili visisombwe na mtiririko wa mkondo kadri kasi ya mtiririko inavyoongezeka. Vifurushi huundwa wakati seli chache za manii zinapokaribiana, huanza kusogea kwa njia ya sinkroni na kuzungushana, na kisha kuganda kwenye kitu kinachonata. Mchoro 1 na 2 unaonyesha jinsi manii inavyokaribiana, na kutengeneza makutano huku mikia ikizungukana.
Watafiti walitumia shinikizo la hidrostatic kuunda mtiririko wa umajimaji katika njia ndogo ili kusoma rheolojia ya manii. Njia ndogo yenye ukubwa wa 200 µm × 20 µm (W × H) na urefu wa 3.6 µm ilitumika. Tumia njia ndogo kati ya vyombo vyenye sindano zilizowekwa kwenye ncha. Rangi ya chakula ilitumika kufanya njia hizo zionekane zaidi.
Funga nyaya na vifaa vya kuunganisha ukutani. Video ilipigwa kwa darubini ya utofautishaji wa awamu. Kwa kila picha, hadubini ya utofautishaji wa awamu na picha za ramani zinawasilishwa. (A) Muunganisho kati ya mito miwili hupinga mtiririko kutokana na mwendo wa helikopta (mshale mwekundu). (B) Muunganisho kati ya kifungu cha mirija na ukuta wa mfereji (mishale nyekundu), wakati huo huo zimeunganishwa na vifurushi vingine viwili (mishale ya njano). (C) Vifurushi vya manii kwenye mfereji wa microfluidic huanza kuungana (mishale nyekundu), na kutengeneza wavu wa vifurushi vya manii. (D) Uundaji wa mtandao wa vifurushi vya manii.
Tone la manii lililopunguzwa maji lilipowekwa kwenye kifaa cha microfluidic na mtiririko ukaundwa, miale ya manii ilionekana ikienda kinyume na mwelekeo wa mtiririko. Vifurushi hivyo hutoshea vizuri dhidi ya kuta za mifereji midogo, na vichwa vilivyo huru katika sehemu ya kwanza ya vifurushi hivyo hutoshea vizuri dhidi yao (video 5). Pia hushikamana na chembe zozote zisizosimama katika njia yao, kama vile uchafu, ili kupinga kusombwa na mkondo. Baada ya muda, vifurushi hivi huwa nyuzi ndefu zinazokamata manii mengine moja na vifurushi vifupi (Video 6). Kadri mtiririko unavyoanza kupungua, mistari mirefu ya manii huanza kuunda mtandao wa mistari ya manii (Video 7; Mchoro 2).
Kwa kasi ya juu ya mtiririko (V > 33 µm/s), mienendo ya ond ya nyuzi huongezeka kama jaribio la kukamata manii mengi yanayounda vifurushi ili kupinga vyema nguvu ya mtiririko. Kwa kasi ya juu ya mtiririko (V > 33 µm/s), mienendo ya ond ya nyuzi huongezeka kama jaribio la kukamata manii mengi yanayounda vifurushi ili kupinga vyema nguvu ya mtiririko. При высокой скорости потока (V > 33 мкм/с) спиралевидные движения нитей усиливаются, поскольку они пытаются поймать множествоы озден образующих пучки, которые лучше противостоят дрейфующей силе потока. Katika viwango vya juu vya mtiririko (V > 33 µm/s), mienendo ya mviringo ya nyuzi huongezeka zinapojaribu kukamata manii mengi yanayounda vifurushi ambavyo vinaweza kupinga nguvu ya mtiririko.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，从而更好地抵抗流加。在 高 流速 (v> 33 µm/s) 时 ， 的 螺旋 运动 增加 ， 以试图 许多 形成 束 单 个 精抵抗 的 漂移力。。。.. При высоких скоростях потока ( V > 33 мкм/с) пучки, чтобы лучше сопротивляться силам дрейфа потока. Katika viwango vya juu vya mtiririko (V > 33 µm/s), mwendo wa helikopta wa nyuzi huongezeka katika jaribio la kunasa vifurushi vingi vya manii vinavyounda ili kupinga vyema nguvu za mtiririko.Pia walijaribu kuunganisha njia ndogo kwenye kuta za pembeni.
Vifurushi vya manii vilitambuliwa kama makundi ya vichwa vya manii na mikia inayojikunja kwa kutumia hadubini nyepesi (LM). Vifurushi vya manii vyenye vifurushi mbalimbali pia vimetambuliwa kama vichwa vilivyopinda na vifurushi vya flagellum, mikia mingi ya manii iliyounganishwa, vichwa vya manii vilivyounganishwa na mkia, na vichwa vya manii vyenye vifurushi vilivyopinda kama vifurushi vingi vilivyounganishwa. hadubini ya elektroni ya upitishaji (TEM). Hadubini ya elektroni ya kuchanganua (SEM) ilionyesha kuwa vifurushi vya manii vilikuwa vifurushi vya vichwa vya manii vilivyofunikwa na ala na vifurushi vya manii vilionyesha mtandao uliounganishwa wa mikia iliyofungwa.
Mofolojia na muundo wa juu zaidi wa manii, uundaji wa vifurushi vya manii vilisomwa kwa kutumia hadubini nyepesi (nusu sehemu), hadubini ya elektroni ya kuchanganua (SEM) na hadubini ya elektroni ya uenezaji (TEM), vijiti vya manii vilipakwa rangi ya chungwa ya akridini na kuchunguzwa kwa kutumia hadubini ya epifluorescence.
Madoa ya shahawa kwa kutumia chungwa la akridini (Mchoro 3B) yalionyesha kuwa vichwa vya manii vilishikamana pamoja na kufunikwa na nyenzo za kutoa usiri, jambo lililosababisha kuundwa kwa vishimo vikubwa (Mchoro 3D). Vishimo vya manii vilijumuisha vishimo vya manii vyenye mtandao wa mikia iliyoshikamana (Mchoro 4A-C). Vishimo vya manii vinaundwa na mikia ya manii mengi yaliyoshikamana pamoja (Mchoro 4D). Siri (Mchoro 4E,F) zilifunika vichwa vya vishimo vya manii.
Uundaji wa kifungu cha manii Kwa kutumia hadubini ya utofautishaji wa awamu na smears za manii zilizopakwa rangi ya chungwa la akridini, ilionyesha kuwa vichwa vya manii hushikamana. (A) Uundaji wa kijiti cha manii mapema huanza na manii (duara jeupe) na manii matatu (duara la manjano), huku ond ikianzia mkiani na kuishia kichwani. (B) Fotografi ya kijiti cha manii kilichopakwa rangi ya chungwa la akridini kikionyesha vichwa vya manii vinavyoshikamana (mishale). Utokaji hufunika kichwa/vichwa. Ukuzaji × 1000. (C) Ukuzaji wa boriti kubwa inayosafirishwa na mtiririko katika mfereji wa microfluidic (kwa kutumia kamera ya kasi kubwa kwa fps 950). (D) Micrografi ya kijiti cha manii kilichopakwa rangi ya chungwa la akridini kikionyesha vijiti vikubwa (mishale). Ukuzaji: ×200.
Kuchanganua mikrografu ya elektroni ya boriti ya manii na smear ya manii iliyopakwa rangi ya chungwa ya akridini. (A, B, D, E) ni mikrografu ya elektroni ya kuchanganua rangi ya kidijitali ya manii, na C na F ni mikrografu ya smear ya manii iliyopakwa rangi ya chungwa ya akridini inayoonyesha kiambatisho cha manii nyingi inayofunika utando wa mkia. (AC) Viunganishi vya manii huonyeshwa kama mtandao wa mikia iliyoambatanishwa (mishale). (D) Kushikamana kwa manii kadhaa (yenye dutu ya gundi, muhtasari wa waridi, mshale) inayozunguka mkia. (E na F) Viunganishi vya kichwa cha manii (vielekezi) vilivyofunikwa na nyenzo ya gundi (vielekezi). Manii iliunda vifurushi vyenye miundo kadhaa inayofanana na vortex (F). (C) ×400 na (F) ×200 ukuzaji.
Kwa kutumia hadubini ya elektroni ya maambukizi, tuligundua kuwa vifurushi vya manii vilikuwa na mikia iliyoshikamana (Mchoro 6A, C), vichwa vilivyoshikamana na mikia (Mchoro 6B), au vichwa vilivyoshikamana na mikia (Mchoro 6D). Vichwa vya manii kwenye kifurushi vimepinda, vikionyeshwa katika sehemu ya pili ya maeneo ya nyuklia (Mchoro 6D). Katika kifurushi cha mkato, manii ilikuwa na kichwa kilichopinda chenye maeneo mawili ya nyuklia na maeneo mengi ya flagellum (Mchoro 5A).
Mikrografu ya elektroni ya rangi ya kidijitali inayoonyesha mikia inayounganisha kwenye kifungu cha manii na nyenzo inayounganisha inayounganisha vichwa vya manii. (A) Mkia uliounganishwa wa idadi kubwa ya manii. Angalia jinsi mkia unavyoonekana katika picha (mshale) na makadirio ya mandhari (mshale). (B) Kichwa (mshale) cha manii kimeunganishwa na mkia (mshale). (C) Mikia kadhaa ya manii (mishale) imeunganishwa. (D) Nyenzo ya kuunganisha (AS, bluu) inaunganisha vichwa vinne vya manii (zambarau).
Hadubini ya elektroni ya kuchanganua ilitumika kugundua vichwa vya manii katika vifurushi vya manii vilivyofunikwa na ute au utando (Mchoro 6B), ikionyesha kwamba vifurushi vya manii vilikuwa vimeunganishwa na nyenzo za nje ya seli. Nyenzo iliyounganishwa ilijilimbikizia kwenye kichwa cha manii (mkusanyiko kama kichwa cha jeli; Mchoro 5B) na kupanuka kwa mbali, ikitoa mwonekano wa manjano angavu chini ya hadubini ya fluorescence inapopakwa rangi ya chungwa la akridini (Mchoro 6C). Dutu hii inaonekana wazi chini ya darubini ya kuchanganua na inachukuliwa kuwa kiungo. Sehemu nyembamba kidogo (Mchoro 5C) na vijiti vya manii vilivyopakwa rangi ya chungwa la akridini vilionyesha vifurushi vya manii vyenye vichwa vilivyojaa na mikia iliyopinda (Mchoro 5D).
Mikrografu mbalimbali zinazoonyesha mkusanyiko wa vichwa vya manii na mikia iliyokunjwa kwa kutumia mbinu mbalimbali. (A) Mikrografu ya elektroni ya upitishaji wa rangi ya kidijitali ya kifungu cha manii kinachoonyesha kichwa cha manii kilichopinda chenye kiini cha sehemu mbili (bluu) na sehemu kadhaa za flagelli (kijani). (B) Mikrografu ya elektroni ya kuchanganua rangi ya kidijitali inayoonyesha kundi la vichwa vya manii (mishale) vinavyofanana na jellyfish vinavyoonekana kufunikwa. (C) Sehemu nyembamba nusu inayoonyesha vichwa vya manii vilivyounganishwa (mishale) na mikia iliyokunjwa (mishale). (D) Mikrografu ya smear ya manii iliyotiwa rangi ya chungwa ya akridini inayoonyesha mkusanyiko wa vichwa vya manii (mishale) na mikia iliyokunjwa (mishale). Kumbuka kwamba dutu inayonata (S) inafunika kichwa cha manii. (D) Ukuzaji wa × 1000.
Kwa kutumia hadubini ya elektroni ya uenezaji (Mchoro 7A), ilibainika pia kwamba vichwa vya manii vilikuwa vimepinda na viini vilikuwa na umbo la ond, kama ilivyothibitishwa na smears za manii zilizopakwa rangi ya chungwa ya akridini na kuchunguzwa kwa kutumia hadubini ya fluorescence (Mchoro 7B).
(A) Mikrografu ya elektroni ya upitishaji wa rangi ya kidijitali na (B) Kipimo cha manii chenye rangi ya chungwa cha Acridine kinachoonyesha vichwa vilivyopinda na kiambatisho cha vichwa na mikia ya manii (mishale). (B) Ukuzaji wa × 1000.
Ugunduzi wa kuvutia ni kwamba manii ya Sharkazi hukusanyika na kuunda vifurushi vyenye nyuzi zinazosogea. Sifa za vifurushi hivi zinatuwezesha kuelewa jukumu lao linalowezekana katika ufyonzaji na uhifadhi wa manii katika SST.
Baada ya kujamiiana, manii huingia kwenye uke na kupitia mchakato mkali wa uteuzi, na kusababisha idadi ndogo tu ya manii inayoingia kwenye SST15,16. Hadi sasa, mifumo ambayo manii huingia na kutoka kwenye SST haijulikani wazi. Katika kuku, manii huhifadhiwa kwenye SST kwa muda mrefu wa wiki 2 hadi 10, kulingana na spishi6. Utata unabaki kuhusu hali ya manii wakati wa kuhifadhi kwenye SST. Je, yana mwendo au yamepumzika? Kwa maneno mengine, seli za manii hudumishaje nafasi yao kwenye SST kwa muda mrefu hivyo?
Forman4 alipendekeza kwamba makazi na utoaji wa SST vinaweza kuelezewa kwa upande wa mwendo wa manii. Waandishi wanafikiri kwamba manii hudumisha nafasi yake kwa kuogelea dhidi ya mtiririko wa umajimaji unaotokana na epithelium ya SST na kwamba manii hutolewa kutoka SST wakati kasi yao inaposhuka chini ya hatua ambayo huanza kurudi nyuma kutokana na ukosefu wa nishati. Zaniboni5 ilithibitisha uwepo wa aquaporins 2, 3, na 9 katika sehemu ya juu ya seli za epithelial za SST, ambazo zinaweza kuunga mkono kwa njia isiyo ya moja kwa moja mfumo wa uhifadhi wa manii wa Foreman. Katika utafiti wa sasa, tuligundua kuwa karibu nusu ya manii ya Sharkashi yanaonyesha rheology chanya katika umajimaji unaotiririka, na kwamba vifurushi vya manii vilivyounganishwa huongeza idadi ya manii yanayoonyesha rheology chanya, ingawa aglutination huzipunguza kasi. Jinsi seli za manii zinavyosafiri kwenye mirija ya fallopian ya ndege hadi mahali pa utungisho haijaeleweka kikamilifu. Katika mamalia, chemoattractants ya umajimaji wa follicular huvutia manii. Hata hivyo, chemoattractants inaaminika kuelekeza manii kukaribia umbali mrefu7. Kwa hivyo, mifumo mingine inawajibika kwa usafirishaji wa manii. Uwezo wa manii kuelekezea na kutiririka dhidi ya umajimaji wa mirija ya fallopian unaotolewa baada ya kujamiiana umeripotiwa kuwa sababu kuu katika kulenga manii katika panya. Parker 17 alipendekeza kwamba manii huvuka oviducts kwa kuogelea dhidi ya mkondo wa siliari katika ndege na wanyama wanaotambaa. Ingawa haijaonyeshwa kwa majaribio katika ndege, Adolphi18 alikuwa wa kwanza kugundua kuwa manii ya ndege hutoa matokeo chanya wakati safu nyembamba ya kioevu kati ya kifuniko na slaidi imeundwa kwa kutumia kipande cha karatasi ya chujio. Rheology. Hino na Yanagimachi [19] waliweka mchanganyiko wa ovari-mirija-uterine ya panya kwenye pete ya umiminikaji na kuingiza µl 1 ya wino kwenye isthmus ili kuibua mtiririko wa umajimaji katika mirija ya fallopian. Waligundua harakati hai ya kusinyaa na kulegea katika mirija ya fallopian, ambapo mipira yote ya wino ilikuwa ikisogea kwa kasi kuelekea ampulla ya mirija ya fallopian. Waandishi wanasisitiza umuhimu wa mtiririko wa umajimaji wa mirija kutoka chini hadi mirija ya juu ya fallopian kwa ajili ya kuinua na kurutubisha manii. Brillard20 iliripoti kwamba katika kuku na bata mzinga, manii huhama kwa mwendo hai kutoka mlango wa uke, ambapo huhifadhiwa, hadi kwenye makutano ya utero-uke, ambapo huhifadhiwa. Hata hivyo, mwendo huu hauhitajiki kati ya makutano ya uterovaginal na infundibulum kwa sababu manii husafirishwa na uhamishaji tulivu. Kwa kujua mapendekezo haya ya awali na matokeo yaliyopatikana katika utafiti wa sasa, inaweza kudhaniwa kuwa uwezo wa manii kusonga juu (rheology) ni mojawapo ya sifa ambazo mchakato wa uteuzi unategemea. Hii huamua kupita kwa manii kupitia uke na kuingia kwao kwenye CCT kwa ajili ya kuhifadhi. Kama Forman4 alivyopendekeza, hii inaweza pia kurahisisha mchakato wa manii kuingia kwenye SST na makazi yake kwa muda na kisha kutoka wakati kasi yao inapoanza kupungua.
Kwa upande mwingine, Matsuzaki na Sasanami 21 walipendekeza kwamba mbegu za kiume za ndege hupitia mabadiliko ya mwendo kutoka kwa kusinzia hadi mwendo katika njia za uzazi za kiume na kike. Kuzuiwa kwa mwendo wa mbegu za kiume za kike katika SST kumependekezwa kuelezea muda mrefu wa kuhifadhi mbegu za kiume na kisha kufufuka baada ya kutoka SST. Chini ya hali ya hypoxia, Matsuzaki na wenzake 1 waliripoti uzalishaji mkubwa na kutolewa kwa lactate katika SST, ambayo inaweza kusababisha kuzuiwa kwa mwendo wa mbegu za kiume za kike. Katika hali hii, umuhimu wa rheolojia ya manii unaonekana katika uteuzi na unyonyaji wa mbegu za kiume, na si katika uhifadhi wake.
Muundo wa kuganda kwa manii unachukuliwa kuwa maelezo yanayowezekana kwa kipindi kirefu cha uhifadhi wa manii katika SST, kwani huu ni muundo wa kawaida wa uhifadhi wa manii katika kuku2,22,23. Bakst na wenzake2 waligundua kuwa manii mengi yalishikamana, na kutengeneza vijisehemu vya kuvutia, na manii moja hayakupatikana sana katika CCM ya kware. Kwa upande mwingine, Wen na wenzake24 waliona manii yaliyotawanyika zaidi na vijiti vichache vya manii katika lumen ya SST kwa kuku. Kulingana na uchunguzi huu, inaweza kudhaniwa kuwa mwelekeo wa kuganda kwa manii hutofautiana kati ya ndege na kati ya manii katika shahawa moja. Kwa kuongezea, Van Krey na wenzake9 walipendekeza kwamba kutengana bila mpangilio kwa manii yaliyoganda kunawajibika kwa kupenya polepole kwa manii kwenye lumen ya mirija ya fallopian. Kulingana na dhana hii, manii yenye uwezo mdogo wa kuganda kwa manii inapaswa kutolewa kutoka kwa SST kwanza. Katika muktadha huu, uwezo wa manii kuganda unaweza kuwa sababu inayoathiri matokeo ya ushindani wa manii kwa ndege wachafu. Zaidi ya hayo, kadiri manii iliyoganda inavyotengana kwa muda mrefu, ndivyo uzazi unavyodumishwa kwa muda mrefu.
Ingawa mkusanyiko wa manii na mkusanyiko katika vifurushi vimeonekana katika tafiti kadhaa2,22,24, hazijaelezewa kwa undani kutokana na ugumu wa uchunguzi wao wa kinematic ndani ya SST. Majaribio kadhaa yamefanywa ya kusoma mkusanyiko wa manii katika vitro. Mkusanyiko mkubwa lakini wa muda mfupi ulionekana wakati waya mwembamba uliondolewa kwenye tone la mbegu lililoning'inia. Hii inasababisha ukweli kwamba kiputo kirefu hutoka kwenye tone, na kuiga tezi ya seminal. Kutokana na mapungufu ya 3D na muda mfupi wa kukausha kwa matone, kizuizi kizima kiliharibika haraka9. Katika utafiti wa sasa, kwa kutumia kuku wa Sharkashi na chipsi ndogo za maji, tuliweza kuelezea jinsi vijiti hivi vinavyoundwa na jinsi vinavyosogea. Vifurushi vya manii viliundwa mara tu baada ya ukusanyaji wa manii na vilipatikana vikisogea katika ond, kuonyesha rheology chanya wakati vipo katika mtiririko. Zaidi ya hayo, vinapotazamwa kwa makroskopu, vifurushi vya manii vimeonekana kuongeza uelekeo wa mwendo ikilinganishwa na manii iliyotengwa. Hii inaonyesha kwamba mkusanyiko wa manii unaweza kutokea kabla ya kupenya kwa SST na kwamba uzalishaji wa manii hauzuiliwi tu katika eneo dogo kutokana na msongo wa mawazo kama ilivyopendekezwa hapo awali (Tingari na Lake12). Wakati wa uundaji wa shada, manii huogelea kwa njia ya ulinganifu hadi yanapounda makutano, kisha mikia yao huzungukana na kichwa cha manii hubaki huru, lakini mkia na sehemu ya mbali ya manii hushikamana pamoja na dutu inayonata. Kwa hivyo, kichwa huru cha ligament kinawajibika kwa mwendo, kikivuta ligament iliyobaki. Hadubini ya elektroni ya kuchanganua vifurushi vya manii ilionyesha vichwa vya manii vilivyounganishwa vikiwa vimefunikwa na nyenzo nyingi zinazonata, ikidokeza kwamba vichwa vya manii viliunganishwa katika vifurushi vya kupumzika, ambavyo vinaweza kuwa vilitokea baada ya kufika mahali pa kuhifadhi (SST).
Wakati smear ya manii imepakwa rangi ya chungwa ya akridini, nyenzo za gundi za nje ya seli zinazozunguka seli za manii zinaweza kuonekana chini ya darubini ya fluorescent. Dutu hii huruhusu vifurushi vya manii kushikamana na kushikilia kwenye nyuso au chembe zozote zinazozunguka ili zisieleweke na mtiririko unaozunguka. Hivyo, uchunguzi wetu unaonyesha jukumu la mshikamano wa manii katika mfumo wa vifurushi vinavyotembea. Uwezo wao wa kuogelea dhidi ya mkondo na kushikamana na nyuso zilizo karibu huruhusu manii kukaa kwa muda mrefu kwenye SST.
Rothschild25 alitumia kamera ya hemocytometry kusoma usambazaji unaoelea wa shahawa za ng'ombe katika tone la kusimamishwa, akipiga picha za mikrografu kupitia kamera yenye mhimili wa macho wa wima na mlalo wa darubini. Matokeo yalionyesha kuwa shahawa zilivutiwa na uso wa chumba. Waandishi wanapendekeza kwamba kunaweza kuwa na mwingiliano wa hidrodynamic kati ya shahawa na uso. Kwa kuzingatia hili, pamoja na uwezo wa shahawa ya kifaranga ya Sharkashi kuunda vijiti vinavyonata, inaweza kuongeza uwezekano kwamba shahawa zitashikamana na ukuta wa SST na kuhifadhiwa kwa muda mrefu.
Bccetti na Afzeliu26 waliripoti kwamba glycokalyx ya manii inahitajika kwa utambuzi wa gamete na mkusanyiko. Forman10 waligundua kuwa hidrolisisi ya vifungo vya α-glycosidic katika mipako ya glycoprotein-glycolipid kwa kutibu shahawa za ndege kwa neuraminidase ilisababisha kupungua kwa uzazi bila kuathiri mwendo wa manii. Waandishi wanapendekeza kwamba athari ya neuraminidase kwenye glycokalyx huathiri utengano wa manii kwenye makutano ya uterasi na uke, na hivyo kupunguza uzazi. Uchunguzi wao hauwezi kupuuza uwezekano kwamba matibabu ya neuraminidase yanaweza kupunguza utambuzi wa manii na yai. Forman na Engel10 waligundua kuwa uzazi ulipungua wakati kuku walipopandikizwa shahawa ndani ya uke na shahawa zilizotibiwa na neuraminidase. Hata hivyo, IVF na manii iliyotibiwa na neuraminidase haikuathiri uzazi ikilinganishwa na kuku wa kudhibiti. Waandishi walihitimisha kwamba mabadiliko katika mipako ya glycoprotein-glycolipid kuzunguka utando wa manii yalipunguza uwezo wa manii kurutubisha kwa kuharibu utengano wa manii kwenye makutano ya uterasi na uke, jambo ambalo liliongeza upotevu wa manii kutokana na kasi ya makutano ya uterasi na uke, lakini haliathiri utambuzi wa manii na yai.
Katika bata mzinga Bakst na Bauchan 11 walipata vilengelenge vidogo na vipande vya utando katika lumen ya SST na waligundua kuwa baadhi ya chembe hizi zilichanganyika na utando wa manii. Waandishi wanapendekeza kwamba uhusiano huu unaweza kuchangia uhifadhi wa muda mrefu wa manii katika SST. Hata hivyo, watafiti hawakubainisha chanzo cha chembe hizi, iwe zimetolewa na seli za epithelial za CCT, zinazozalishwa na kutolewa na mfumo wa uzazi wa kiume, au zinazozalishwa na manii yenyewe. Pia, chembe hizi zina jukumu la kugandamana. Grützner na wenzake27 waliripoti kwamba seli za epithelial za epididymal hutoa na kutoa protini maalum ambayo inahitajika kwa ajili ya uundaji wa njia za seminal zenye pore moja. Waandishi pia wanaripoti kwamba utawanyiko wa vifurushi hivi unategemea mwingiliano wa protini za epididymal. Nixon na wenzake28 waligundua kuwa adnexa hutoa protini, osteonectin yenye asidi iliyojaa cysteine; SPARC inahusika katika uundaji wa vijiti vya manii katika echidnas na platypus zenye mdomo mfupi. Kutawanyika kwa miale hii kunahusishwa na kupotea kwa protini hii.
Katika utafiti wa sasa, uchambuzi wa miundo kwa kutumia hadubini ya elektroni ulionyesha kuwa manii ilishikamana na kiasi kikubwa cha nyenzo mnene. Dutu hizi zinadhaniwa kuwa zinahusika na mkusanyiko unaojikusanya kati na kuzunguka vichwa vinavyoshikilia, lakini kwa viwango vya chini katika eneo la mkia. Tunadhania kwamba dutu hii inayojikusanya hutolewa kutoka kwa mfumo wa uzazi wa kiume (epididymis au vas deferens) pamoja na shahawa, kwani mara nyingi tunaona shahawa zikitengana na plasma ya limfu na shahawa wakati wa kutoa mimba. Imeripotiwa kwamba manii ya ndege yanapopita kwenye epididymis na vas deferens, hupitia mabadiliko yanayohusiana na kukomaa ambayo yanaunga mkono uwezo wao wa kufunga protini na kupata glycoproteini zinazohusiana na lemma ya plasma. Uendelevu wa protini hizi kwenye utando wa manii uliopo katika SST unaonyesha kwamba protini hizi zinaweza kushawishi upatikanaji wa uthabiti wa utando wa manii 30 na kubaini uzazi wao 31. Ahammad na wenzake32 waliripoti kwamba manii yaliyopatikana kutoka sehemu mbalimbali za mfumo wa uzazi wa kiume (kutoka kwenye korodani hadi kwenye sehemu ya mbali ya vas deferens) yalionyesha ongezeko la kuendelea kwa uwezo wa kuishi chini ya hali ya uhifadhi wa kioevu, bila kujali halijoto ya kuhifadhi, na uwezo wa kuishi kwa kuku pia huongezeka kwenye mirija ya fallopian baada ya upandikizaji bandia.
Vipande vya manii vya kuku vya Sharkashi vina sifa na kazi tofauti na spishi zingine kama vile echidnas, platypus, panya wa mbao, panya wa kulungu, na nguruwe wa Guinea. Katika kuku wa sharkasi, uundaji wa vipande vya manii ulipunguza kasi yao ya kuogelea ikilinganishwa na manii moja. Hata hivyo, vipande hivi viliongeza asilimia ya manii chanya ya rheologically na kuongeza uwezo wa manii kujiimarisha katika mazingira yenye nguvu. Kwa hivyo, matokeo yetu yanathibitisha pendekezo la awali kwamba mkusanyiko wa manii katika SST unahusishwa na uhifadhi wa manii wa muda mrefu. Pia tunadokeza kwamba mwelekeo wa manii kuunda vipande unaweza kudhibiti kiwango cha upotevu wa manii katika SST, ambayo inaweza kubadilisha matokeo ya ushindani wa manii. Kulingana na dhana hii, manii yenye uwezo mdogo wa mkusanyiko hutoa SST kwanza, huku manii yenye uwezo mkubwa wa mkusanyiko hutoa watoto wengi. Uundaji wa vipande vya manii vyenye vinyweleo kimoja ni wa manufaa na huathiri uwiano wa mzazi na mtoto, lakini hutumia utaratibu tofauti. Katika echidna na platypus, manii hupangwa sambamba ili kuongeza kasi ya mbele ya boriti. Mafungu ya echidna husogea kwa kasi mara tatu kuliko manii moja. Inaaminika kwamba uundaji wa manii kama hayo katika echidna ni mabadiliko ya mageuko ili kudumisha utawala, kwa kuwa wanawake ni wazinzi na kwa kawaida huoana na madume kadhaa. Kwa hivyo, manii kutoka kwa manii tofauti hushindana vikali kwa ajili ya urutubishaji wa yai.
Manii yaliyounganishwa ya kuku wa sharkasi ni rahisi kuibua kwa kutumia hadubini ya utofautishaji wa awamu, ambayo inachukuliwa kuwa na faida kwa sababu inaruhusu utafiti rahisi wa tabia ya manii katika vitro. Utaratibu ambao uundaji wa manii huchochea uzazi kwa kuku wa sharkasi pia ni tofauti na ule unaoonekana katika baadhi ya mamalia wa kondo la nyuma wanaowakilisha tabia ya manii ya ushirikiano kama vile panya wa mbao, ambapo baadhi ya manii hufikia mayai, na kuwasaidia watu wengine wanaohusiana kufikia na kuharibu mayai yao. ili kujithibitisha. tabia ya kujitolea. Kujirutubisha 34. Mfano mwingine wa tabia ya ushirikiano katika manii ulipatikana katika panya wa kulungu, ambapo manii waliweza kutambua na kuchanganyika na manii yanayohusiana zaidi na vinasaba na kuunda vikundi vya ushirika ili kuongeza kasi yao ikilinganishwa na manii isiyohusiana35.
Matokeo yaliyopatikana katika utafiti huu hayapingani na nadharia ya Foman ya uhifadhi wa muda mrefu wa manii katika SWS. Watafiti wanaripoti kwamba seli za manii zinaendelea kusonga katika mtiririko wa seli za epithelial zilizo ndani ya SST kwa muda mrefu, na baada ya muda fulani, akiba ya nishati ya seli za manii hupungua, na kusababisha kupungua kwa kasi, ambayo inaruhusu kutolewa kwa vitu vidogo vya uzito wa molekuli. nishati ya manii na mtiririko wa umajimaji kutoka kwa lumen ya SST. Katika utafiti wa sasa, tuliona kwamba nusu ya manii moja ilionyesha uwezo wa kuogelea dhidi ya umajimaji unaotiririka, na mshikamano wao kwenye kifungu uliongeza uwezo wao wa kuonyesha rheolojia chanya. Zaidi ya hayo, data yetu inaendana na ile ya Matsuzaki et al. 1 ambao waliripoti kwamba kuongezeka kwa usiri wa lactate katika SST kunaweza kuzuia uhamaji wa manii. Hata hivyo, matokeo yetu yanaelezea uundaji wa ligaments zinazohama za manii na tabia yao ya rheological mbele ya mazingira yenye nguvu ndani ya njia ndogo katika jaribio la kufafanua tabia zao katika SST. Utafiti wa siku zijazo unaweza kuzingatia kubaini muundo wa kemikali na asili ya wakala wa kukusanyika, ambayo bila shaka itasaidia watafiti kubuni njia mpya za kuhifadhi shahawa za kioevu na kuongeza muda wa uzazi.
Shakasi dume mwenye umri wa wiki 30 na shingo wazi (homozygous dominant; Na Na) walichaguliwa kama wachangiaji wa manii katika utafiti huo. Ndege hao walilelewa katika Shamba la Kuku la Utafiti la Kitivo cha Kilimo, Chuo Kikuu cha Ashit, Mkoa wa Ashit, Misri. Ndege waliwekwa katika vizimba vya kibinafsi (sentimita 30 x 40 x 40), waliwekwa kwenye mpango wa mwanga (saa 16 za mwanga na saa 8 za giza) na kulishwa lishe yenye gramu 160 za protini ghafi, kcal 2800 za nishati inayoweza kumeng'enywa, gramu 35 za kalsiamu kila moja. gramu 5 za fosforasi inayopatikana kwa kila kilo ya lishe.
Kulingana na data 36, ​​​​37, shahawa zilikusanywa kutoka kwa wanaume kwa kusugua tumbo. Jumla ya sampuli 45 za shahawa zilikusanywa kutoka kwa wanaume 15 kwa siku 3. Shahawa (n = 15/siku) zilipunguzwa mara moja kwa 1:1 (v:v) na Belsville Poultry Semen Diluent, ambayo ina potasiamu diphosphate (1.27 g), monosodium glutamate monohydrate (0.867 g), fructose (0.5 d) sodiamu isiyo na maji. asetati (0.43 g), tris(hydroxymethyl)aminomethane (0.195 g), monohydrate ya potasiamu citrate (0.064 g), monophosphate ya potasiamu (0.065 g), kloridi ya magnesiamu (0.034 g) na H2O (100 ml), pH = 7, 5, osmolarity 333 mOsm/kg38. Sampuli za shahawa zilizochanganywa zilichunguzwa kwanza kwa darubini nyepesi ili kuhakikisha ubora mzuri wa shahawa (unyevu) na kisha kuhifadhiwa kwenye maji yenye joto la 37°C hadi zitumike ndani ya nusu saa baada ya kukusanywa.
Kinematiki na rheolojia ya spermatozoa huelezewa kwa kutumia mfumo wa vifaa vya microfluidic. Sampuli za shahawa zilipunguzwa zaidi hadi 1:40 katika Beltsville Avian Shahawa Diluent, zikiwa zimepakiwa kwenye kifaa cha microfluidic (tazama hapa chini), na vigezo vya kinetiki viliamuliwa kwa kutumia mfumo wa Kompyuta wa Uchambuzi wa Shahawa (CASA) uliotengenezwa hapo awali kwa ajili ya uainishaji wa microfluidic. kwenye uhamaji wa spermatozoa katika vyombo vya kioevu (Idara ya Uhandisi wa Mitambo, Kitivo cha Uhandisi, Chuo Kikuu cha Assiut, Misri). Programu-jalizi inaweza kupakuliwa katika: http://www.assiutmicrofluidics.com/research/casa39. Kasi ya mkunjo (VCL, μm/s), kasi ya mstari (VSL, μm/s) na kasi ya wastani ya njia (VAP, μm/s) zilipimwa. Video za spermatozoa zilichukuliwa kwa kutumia darubini ya utofautishaji wa awamu ya Optika XDS-3 iliyogeuzwa (yenye lengo la mara 40) iliyounganishwa na kamera ya Tucson ISH1000 kwa fps 30 kwa sekunde 3. Tumia programu ya CASA kusoma angalau maeneo matatu na njia 500 za manii kwa kila sampuli. Video iliyorekodiwa ilichakatwa kwa kutumia CASA iliyotengenezwa nyumbani. Ufafanuzi wa mwendo katika programu-jalizi ya CASA unategemea kasi ya kuogelea ya manii ikilinganishwa na kiwango cha mtiririko, na haujumuishi vigezo vingine kama vile mwendo wa kando kwa kando, kwani hii imeonekana kuwa ya kuaminika zaidi katika mtiririko wa maji. Mwendo wa rheological unaelezewa kama mwendo wa seli za manii dhidi ya mwelekeo wa mtiririko wa maji. Spermatozoa yenye sifa za rheological iligawanywa na idadi ya manii inayohama; manii ambayo yalikuwa yamepumzika na manii yanayosonga kwa kasi yalitengwa kwenye hesabu.
Kemikali zote zilizotumika zilipatikana kutoka Elgomhoria Pharmaceuticals (Cairo, Misri) isipokuwa kama imeelezwa vinginevyo. Kifaa hicho kilitengenezwa kama ilivyoelezwa na El-sherry et al. 40 pamoja na marekebisho kadhaa. Vifaa vilivyotumika kutengeneza chaneli ndogo ni pamoja na sahani za kioo (Howard Glass, Worcester, MA), upinzani hasi wa SU-8-25 (MicroChem, Newton, CA), alkoholi ya diasetoni (Sigma Aldrich, Steinheim, Ujerumani), na polyasetoni. -184, Dow Corning, Midland, Michigan). Chaneli ndogo hutengenezwa kwa kutumia lithography laini. Kwanza, barakoa ya uso yenye kinga iliyo wazi yenye muundo wa chaneli ndogo inayotakiwa ilichapishwa kwenye printa yenye ubora wa juu (Prismatic, Cairo, Misri na Pacific Arts and Design, Markham, ON). Mabwana walitengenezwa kwa kutumia sahani za kioo kama substrates. Sahani zilisafishwa kwa asetoni, isopropanol na maji yaliyoondolewa ioni na kisha kufunikwa na safu ya 20 µm ya SU8-25 kwa mipako ya spin (3000 rpm, dakika 1). Kisha tabaka za SU-8 zilikaushwa kwa upole (65°C, dakika 2 na 95°C, dakika 10) na kuwekwa kwenye mionzi ya UV kwa sekunde 50. Oka baada ya kuathiriwa kwa 65°C na 95°C kwa dakika 1 na dakika 4 hadi tabaka za SU-8 zilizo wazi, ikifuatiwa na utengenezaji wa alkoholi ya diasetoni kwa dakika 6.5. Oka waffles kwa bidii (200°C kwa dakika 15) ili kuimarisha zaidi tabaka la SU-8.
PDMS ilitayarishwa kwa kuchanganya monoma na kiimarishaji kwa uwiano wa uzito wa 10:1, kisha ikaondolewa gesi kwenye kiondoa utupu na kumiminwa kwenye fremu kuu ya SU-8. PDMS ilitibiwa katika oveni (120°C, dakika 30), kisha mifereji ilikatwa, ikatenganishwa na sehemu kuu, na kutobolewa ili kuruhusu mirija kuunganishwa kwenye njia ya kuingilia na kutoa ya mifereji midogo. Hatimaye, mifereji midogo ya PDMS iliunganishwa kabisa kwenye slaidi za darubini kwa kutumia kichakataji cha corona kinachobebeka (Electro-Technic Products, Chicago, IL) kama ilivyoelezwa kwingineko. Mifereji midogo iliyotumika katika utafiti huu ina ukubwa wa 200 µm × 20 µm (W × H) na ina urefu wa 3.6 cm.
Mtiririko wa umajimaji unaosababishwa na shinikizo la hidrostatic ndani ya njia ndogo hupatikana kwa kudumisha kiwango cha umajimaji katika hifadhi ya kuingiza maji juu ya tofauti ya urefu Δh39 katika hifadhi ya kutoa maji (Mchoro 1).
ambapo f ni mgawo wa msuguano, unaofafanuliwa kama f = C/Re kwa mtiririko wa laminar katika mfereji wa mstatili, ambapo C ni thabiti kulingana na uwiano wa kipengele cha mfereji, L ni urefu wa mfereji mdogo, Vav ni kasi ya wastani ndani ya mfereji mdogo, Dh ni kipenyo cha majimaji cha mfereji, g - kuongeza kasi ya mvuto. Kwa kutumia mlinganyo huu, kasi ya wastani ya mfereji inaweza kuhesabiwa kwa kutumia mlinganyo ufuatao: