Ташаккур барои боздид аз Nature.com. Версияи браузере, ки шумо истифода мебаред, дастгирии маҳдуди CSS дорад. Барои беҳтарин таҷриба, мо тавсия медиҳем, ки шумо браузери навшударо истифода баред (ё режими мутобиқатро дар Internet Explorer ғайрифаъол кунед). Дар айни замон, барои таъмини дастгирии доимӣ, мо сайтро бе услубҳо ва JavaScript намоиш медиҳем.
Ҳосилхезии паррандаҳо аз қобилияти онҳо барои нигоҳ доштани нутфаи қобили ҳаёт барои муддати тӯлонӣ дар найчаҳои нигоҳдории нутфа (SST) вобаста аст. Механизми дақиқи ворид шудан, ҷойгир шудан ва баромадани нутфа ба SST баҳсбарангез боқӣ мемонад. Нутфаи мурғҳои шаркасӣ майли баланди агглютинатсияро нишон дода, бастаҳои ришташакли сайёрро, ки дорои ҳуҷайраҳои зиёд мебошанд, ташкил медоданд. Аз сабаби душвории мушоҳидаи ҳаракат ва рафтори нутфа дар найчаи ношаффофи фаллопӣ, мо барои омӯзиши агглютинатсия ва ҳаракати нутфа аз дастгоҳи микрофлюидӣ бо буриши микроканалӣ монанд ба нутфа истифода бурдем. Дар ин таҳқиқот тарзи ташаккули бандҳои нутфа, чӣ гуна ҳаракат кардани онҳо ва нақши эҳтимолии онҳо дар дароз кардани истиқомати нутфа дар SST баррасӣ мешавад. Мо суръати нутфа ва рафтори реологиро таҳқиқ кардем, вақте ки ҷараёни моеъ дар дохили канали микрофлюидӣ тавассути фишори гидростатикӣ ба вуҷуд омадааст (суръати ҷараён = 33 мкм/с). Сперматозоидҳо майл доранд, ки бар зидди ҷараён шино кунанд (реологияи мусбат) ва суръати бастаи сперматозоидҳо дар муқоиса бо сперматозоидҳои якка ба таври назаррас коҳиш меёбад. Мушоҳида шудааст, ки бастаҳои сперматозоидҳо дар шакли спирал ҳаракат мекунанд ва бо ҷалби бештари сперматозоидҳои якка дарозӣ ва ғафсӣ зиёд мешаванд. Гиреҳҳои нутфа ба деворҳои паҳлӯии каналҳои микрофлюидӣ наздик шуда, ба онҳо часпидаанд, то аз ғарқ шудан бо суръати ҷараёни моеъ > 33 µm/s худдорӣ кунанд. Гиреҳҳои нутфа ба деворҳои паҳлӯии каналҳои микрофлюидӣ наздик шуда, ба онҳо часпидаанд, то аз ғарқ шудан бо суръати ҷараёни моеъ > 33 µm/s худдорӣ кунанд. Было замечено, что пучки сперматозоидов приближаются и прилипают к боковым стенкам микрофлюидных каналов, чтобы избежать сметания бо скоростью потока жидкости> 33 мкм / с. Мушоҳида шудааст, ки бастаҳои нутфа ба деворҳои паҳлӯии каналҳои микрофлюидӣ наздик шуда, ба онҳо часпидаанд, то дар суръати ҷараёни моеъ >33 µm/s аз канда шудан худдорӣ кунанд.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 мкм/с 扫过。 Было замечено, что пучки сперматозоидов кабул карда мешавад ва дар канали микрожидкости боковим стенкам микрожидкостного канала, ки дар он сметания потоком жидкости бо скоростью > 33 мкм/с гирифта мешавад. Мушоҳида шудааст, ки бастаҳои нутфа ба деворҳои паҳлӯии канали микрофлюидӣ наздик шуда, ба онҳо часпидаанд, то аз канда шудани ҷараёни моеъ бо суръати >33 µm/s худдорӣ кунанд.Микроскопияи электронии сканкунӣ ва интиқол нишон дод, ки бандҳои нутфа аз маводи зичи фаровон дастгирӣ карда мешаванд. Маълумоти бадастомада ҳаракатнокии беназири нутфаи мурғи Шарказӣ, инчунин қобилияти нутфаро барои агглютинатсия ва ташкили бандҳои мобилӣ нишон медиҳад, ки ба фаҳмиши беҳтари нигоҳдории дарозмуддати нутфа дар SMT мусоидат мекунад.
Барои ба даст овардани бордоршавӣ дар одамон ва аксари ҳайвонот, нутфа ва тухм бояд дар вақти муносиб ба макони бордоршавӣ расанд. Аз ин рӯ, ҷуфтшавӣ бояд пеш аз ё дар вақти тухмдонӣ сурат гирад. Аз тарафи дигар, баъзе ширхӯрон, ба монанди сагҳо, инчунин намудҳои ғайриширхӯрон, ба монанди ҳашарот, моҳӣ, хазандагон ва паррандагон, нутфаро дар узвҳои репродуктивии худ барои муддати тӯлонӣ нигоҳ медоранд, то он даме ки тухмҳояшон барои бордоршавӣ омода шаванд (бордоршавии асинхронӣ 1). Паррандаҳо метавонанд қобилияти зинда мондани нутфаеро, ки қодиранд тухмро бордор кунанд, барои 2-10 ҳафта нигоҳ доранд2.
Ин хусусияти беназирест, ки паррандаҳоро аз дигар ҳайвонот фарқ мекунад, зеро он эҳтимолияти баланди бордоршавӣ пас аз як бордоркунӣ барои якчанд ҳафта бидуни ҷуфтшавӣ ва тухмгузории ҳамзамонро таъмин мекунад. Узви асосии нигоҳдории нутфа, ки найчаи нигоҳдории нутфа (SST) номида мешавад, дар пӯшишҳои луобпардаи дохилӣ дар пайванди бачадон вагиналӣ ҷойгир аст. То имрӯз, механизмҳои ворид шудан, ҷойгир шудан ва баромадани нутфа ба бонки нутфа пурра фаҳмида нашудаанд. Бар асоси таҳқиқоти қаблӣ, бисёр фарзияҳо пешниҳод шудаанд, аммо ҳеҷ яке аз онҳо тасдиқ нашудааст.
Форман4 фарзия кард, ки нутфаҳо дар ковокии SST тавассути ҳаракати доимии ларзишӣ бар зидди самти ҷараёни моеъ тавассути каналҳои сафеда, ки дар ҳуҷайраҳои эпителиалии SST ҷойгиранд (реология), ҷойгиршавии худро нигоҳ медоранд. АТФ аз сабаби фаъолияти доимии флагелларӣ, ки барои нигоҳ доштани нутфа дар люмени SST зарур аст, кам мешавад ва ҳаракатнокӣ дар ниҳоят то он даме, ки нутфа аз бонки нутфа тавассути ҷараёни моеъ берун карда шавад ва сафари навро ба поёни найчаи фаллопии болорав барои бордор кардани нутфа оғоз кунад, коҳиш меёбад. Тухм (Форман4). Ин модели нигоҳдории нутфа бо ошкор кардани аквапоринҳои 2, 3 ва 9, ки дар ҳуҷайраҳои эпителиалии SST мавҷуданд, тавассути иммуноситохимия дастгирӣ карда мешавад. То имрӯз, таҳқиқот дар бораи реологияи нутфаи мурғ ва нақши он дар нигоҳдории SST, интихоби нутфаи маҳбал ва рақобати нутфа мавҷуд нестанд. Дар мурғҳо нутфа пас аз ҷуфтшавии табиӣ ба маҳбал ворид мешавад, аммо беш аз 80% нутфаҳо пас аз ҷуфтшавӣ аз маҳбал берун мешаванд. Ин нишон медиҳад, ки маҳбал макони асосии интихоби нутфа дар паррандагон аст. Илова бар ин, гузориш дода шудааст, ки камтар аз 1% нутфаҳои бордоршуда дар маҳбал ба SSTs2 табдил меёбанд. Ҳангоми бордоркунии сунъии чӯҷаҳо дар маҳбал, шумораи нутфаҳое, ки ба SST мерасанд, 24 соат пас аз бордоркунӣ меафзояд. То ҳол механизми интихоби нутфа дар ин раванд норавшан аст ва ҳаракатнокии нутфа метавонад дар ҷабби нутфа аз ҷониби SST нақши муҳим дошта бошад. Аз сабаби деворҳои ғафс ва ношаффофи найчаҳои фаллопӣ, назорати мустақими ҳаракатнокии нутфа дар найчаҳои фаллопии паррандагон душвор аст. Аз ин рӯ, мо дониши асосиро дар бораи он ки чӣ гуна нутфаҳо пас аз бордоршавӣ ба SST мегузаранд, надорем.
Реология ба наздикӣ ҳамчун омили муҳиме эътироф шудааст, ки интиқоли нутфаро дар узвҳои таносулии ширхӯрон назорат мекунад. Бар асоси қобилияти нутфаҳои ҳаракаткунанда барои муҳоҷирати баръакс, Заферани ва ҳамкоронаш системаи микрофлюидикии Corra-ро барои ҷудо кардани нутфаҳои ҳаракаткунанда аз намунаҳои нутфаи пинҳоншуда ба таври ғайрифаъол истифода бурданд. Ин намуди ҷудокунии нутфа барои табобати безурётии тиббӣ ва таҳқиқоти клиникӣ муҳим аст ва нисбат ба усулҳои анъанавӣ, ки вақт ва меҳнатро талаб мекунанд ва метавонанд морфология ва якпорчагии сохтории нутфаро зери хатар гузоранд, бартарӣ дорад. Аммо, то имрӯз ягон таҳқиқот дар бораи таъсири ихроҷ аз узвҳои таносулии мурғҳо ба ҳаракати нутфа гузаронида нашудааст.
Новобаста аз механизме, ки нутфаро дар SST нигоҳ медорад, бисёре аз муҳаққиқон мушоҳида кардаанд, ки нутфаҳои доимӣ дар SST-и мурғҳо 9, 10, бедонаҳо 2 ва мурғи марҷон 11 сар ба сар агглютинатсия карда, бастаҳои нутфаи агглютиншударо ташкил медиҳанд. Муаллифон нишон медиҳанд, ки байни ин агглютинатсия ва нигоҳдории дарозмуддати нутфа дар SST робитае вуҷуд дорад.
Тингари ва Лейк12 робитаи қавии байни нутфа дар ғадуди нутфагирандаи мурғро гузориш доданд ва савол доданд, ки оё нутфаи парранда ба мисли нутфаи ширхӯрон агглютинатсия мешавад. Онҳо боварӣ доранд, ки робитаҳои амиқи байни нутфа дар рагҳои хун метавонад аз стрессе, ки аз мавҷудияти шумораи зиёди нутфа дар фазои хурд ба вуҷуд меояд, вобаста бошад.
Ҳангоми арзёбии рафтори нутфа дар лавҳаҳои шишагии тару тозаи овезон, аломатҳои муваққатии агглютинатсияро, махсусан дар канори қатраҳои нутфа, мушоҳида кардан мумкин аст. Аммо, агглютинатсия аксар вақт аз ҷониби амали гардишӣ, ки бо ҳаракати пайваста алоқаманд аст, халалдор мешуд, ки хусусияти муваққатии ин падидаро шарҳ медиҳад. Муҳаққиқон инчунин мушоҳида карданд, ки ҳангоми илова кардани ҳалкунанда ба нутфа, агрегатҳои ҳуҷайраҳои дарозрӯяи "риштамонанд" пайдо шуданд.
Кӯшишҳои аввалини тақлид кардани нутфа бо роҳи хориҷ кардани сими тунук аз қатраи овезон анҷом дода шуданд, ки дар натиҷа аз қатраи нутфа як везикулаи дарозшакли нутфа берун меомад. Сперматозоидҳо фавран дар дохили везикулаҳо ба таври мувозӣ ҷойгир шуданд, аммо тамоми воҳид аз сабаби маҳдудияти 3D зуд нопадид шуданд. Аз ин рӯ, барои омӯзиши агглютинатсияи нутфа, зарур аст, ки ҳаракат ва рафтори нутфа мустақиман дар найчаҳои ҷудогонаи нигоҳдории нутфа мушоҳида карда шавад, ки ба даст овардани он душвор аст. Аз ин рӯ, барои дастгирии таҳқиқоти ҳаракат ва рафтори агглютинатсияи нутфа, таҳияи асбобе зарур аст, ки нутфаро тақлид мекунад. Бриллард ва ҳамкорон13 гузориш доданд, ки дарозии миёнаи найчаҳои нигоҳдории нутфа дар чӯҷаҳои болиғ 400-600 мкм аст, аммо баъзе SST-ҳо метавонанд то 2000 мкм дарозӣ дошта бошанд. Меро ва Огасавара14 ғадудҳои нутфаро ба найчаҳои нигоҳдории нутфаи калон ва ғайрикалон тақсим карданд, ки ҳарду аз ҷиҳати дарозӣ (~500 µm) ва паҳнои гардан (~38 µm) якхела буданд, аммо диаметри миёнаи люмени найчаҳо мутаносибан 56,6 ва 56,6 µm буд. . , мутаносибан 11,2 µm. Дар таҳқиқоти ҷорӣ, мо дастгоҳи микрофлюидиро бо андозаи канали 200 µm × 20 µm (W × H) истифода бурдем, ки буриши уфуқии он то андозае ба буриши SST-и амплӣшуда наздик аст. Илова бар ин, мо ҳаракати нутфа ва рафтори агглютинатсияро дар моеъи равон таҳқиқ кардем, ки бо фарзияи Форман мувофиқ аст, ки моеъи аз ҷониби ҳуҷайраҳои эпителиалии SST истеҳсолшуда нутфаро дар люмен дар самти муқобил (реологӣ) нигоҳ медорад.
Ҳадафи ин таҳқиқот бартараф кардани мушкилоти мушоҳидаи ҳаракати нутфа дар найчаи фаллопӣ ва пешгирӣ аз душвориҳои омӯзиши реология ва рафтори нутфа дар муҳити динамикӣ буд. Дастгоҳи микрофлюидӣ истифода шуд, ки фишори гидростатикиро барои тақлид кардани ҳаракати нутфа дар узвҳои таносули мурғ эҷод мекунад.
Вақте ки як қатра намунаи нутфаи моеъшуда (1:40) ба дастгоҳи микроканалӣ бор карда шуд, ду намуди ҳаракати нутфаро муайян кардан мумкин буд (нутфаи ҷудогона ва нутфаи пайвастшуда). Илова бар ин, нутфа майл ба шино кардан бар зидди ҷараён дошт (реологияи мусбат; видео 1, 2). Гарчанде ки суръати бастаҳои нутфа нисбат ба нутфаҳои танҳо пасттар буд (p <0.001), онҳо фоизи нутфаҳоеро, ки реотаксияи мусбат нишон медоданд, зиёд карданд (p <0.001; Ҷадвали 2). Гарчанде ки суръати бастаҳои нутфа нисбат ба нутфаҳои танҳо пасттар буд (p <0.001), онҳо фоизи нутфаҳоеро, ки реотаксияи мусбат нишон медоданд, зиёд карданд (p <0.001; Ҷадвали 2). Хотя пучки сперматозоидов имели более низкую скорость, чем у одиночных сперматозоидов (р < 0,001), они увеличивали фоизи сперматозоидов, демонстрирующих положительный реотаксис (р < 0,001; таблица). Гарчанде ки бастаҳои нутфа нисбат ба нутфаҳои алоҳида суръати пасттар доштанд (p < 0,001), онҳо фоизи нутфаҳоеро, ки реотаксияи мусбат нишон медоданд, зиёд карданд (p < 0,001; Ҷадвали 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 阾示百分比 (p <0,001 ； 2。。。。。。））））) Хотя скорость пучков сперматозоидов бла ниже, чем у одиночных сперматозоидов (р < 0,001), они увеличивали фоизи сперматозоидов бо положительной реологией (р < 0,001; таблица 2). Гарчанде ки суръати бастаҳои нутфа нисбат ба суръати сперматозоидҳои якка пасттар буд (p < 0,001), онҳо фоизи нутфаҳоро бо реологияи мусбат зиёд карданд (p < 0,001; Ҷадвали 2).Реологияи мусбат барои нутфаҳои якка ва тухмдонҳо мутаносибан тақрибан 53% ва 85% арзёбӣ мешавад.
Мушоҳида шудааст, ки нутфаи мурғҳои шаркашӣ фавран пас аз эякуляция бастаҳои хаттиро ташкил медиҳанд, ки аз даҳҳо нафар иборатанд. Ин бастаҳо бо мурғи дарозӣ ва ғафсӣ бо мурғи замон зиёд мешаванд ва метавонанд пеш аз пароканда шудан дар давоми чанд соат дар in vitro боқӣ монанд (видеои 3). Ин бастаҳои ришташакл ба нутфаи эхидна монанданд, ки дар охири эпидидимис ташаккул меёбанд. Муайян карда шудааст, ки нутфаи мурғи шаркашӣ майли зиёд ба агглютинатсия ва ташкили бастаи шабакавӣ дар муддати камтар аз як дақиқа пас аз ҷамъоварӣ дорад. Ин шуоъҳо динамикӣ буда, метавонанд ба ҳама гуна деворҳои наздик ё ашёи статикӣ часпанд. Гарчанде ки бастаҳои нутфа суръати ҳуҷайраҳои нутфаро коҳиш медиҳанд, маълум аст, ки аз нигоҳи макроскопӣ онҳо хаттии худро зиёд мекунанд. Дарозии бастаҳо вобаста ба шумораи нутфаҳои ҷамъовардашуда дар бастаҳо фарқ мекунад. Ду қисми баста ҷудо карда шуданд: қисми ибтидоӣ, аз ҷумла сари озоди нутфаи агглютиншуда ва қисми ниҳоӣ, аз ҷумла дум ва тамоми нӯги дисталии нутфа. Бо истифода аз камераи баландсуръат (950 кадр/с), дар қисми ибтидоии баста сарҳои озоди нутфаҳои агглютиншуда мушоҳида карда шуданд, ки барои ҳаракати баста аз сабаби ҳаракати ларзишии онҳо масъул буданд ва боқимондаҳоро бо ҳаракати спиралӣ ба баста мекашиданд (Видеои 4). Аммо, дар бандҳои дароз мушоҳида шудааст, ки баъзе сарҳои озоди нутфа ба бадан часпидаанд ва қисми ниҳоии банд ҳамчун пораҳо барои мусоидат ба ҳаракати банд амал мекунанд.
Дар ҳоле ки дар ҷараёни сусти моеъ, бастаҳои нутфа ба ҳамдигар мувозӣ ҳаракат мекунанд, аммо онҳо ба ҳам мепайванданд ва ба ҳама чизҳои беҳаракат часпида мешаванд, то ки бо афзоиши суръати ҷараён ҷараёни ҷараён онҳоро шуста набарад. Бастаҳо вақте ба вуҷуд меоянд, ки як мушт ҳуҷайраҳои нутфа ба якдигар наздик мешаванд, онҳо ба таври ҳамоҳанг ҳаракат мекунанд ва якдигарро мепечонанд ва сипас ба моддаи часпак часпидаанд. Расмҳои 1 ва 2 нишон медиҳанд, ки чӣ гуна нутфа ба якдигар наздик мешавад ва ҳангоми печидани думҳо як пайвандро ташкил медиҳад.
Муҳаққиқон фишори гидростатикиро барои эҷоди ҷараёни моеъ дар микроканал барои омӯзиши реологияи нутфа истифода бурданд. Микроканал бо андозаи 200 µm × 20 µm (W × H) ва дарозии 3,6 µm истифода шуд. Микроканалҳоро байни контейнерҳо бо сӯзандоруҳо дар нӯгҳо истифода баред. Барои намоёнтар кардани каналҳо ранги хӯрокворӣ истифода шуд.
Кабелҳои пайвасткунанда ва лавозимотро ба девор пайваст кунед. Видео бо микроскопи контрасти фазавӣ гирифта шудааст. Дар ҳар як тасвир, микроскопияи контрасти фазавӣ ва тасвирҳои харитасозӣ пешниҳод карда мешаванд. (A) Пайвасти байни ду ҷараён аз сабаби ҳаракати спиралӣ ба ҷараён муқовимат мекунад (тири сурх). (B) Пайвасти байни бастаи найча ва девори канал (тирҳои сурх), дар айни замон онҳо ба ду бастаи дигар пайваст мешаванд (тирҳои зард). (C) Бастаҳои нутфа дар канали микрофлюидӣ ба якдигар пайваст шуданро оғоз мекунанд (тирҳои сурх) ва як тӯри бастаҳои нутфаро ташкил медиҳанд. (D) Ташаккули шабакаи бастаҳои нутфа.
Вақте ки як қатра нутфаи моеъшуда ба дастгоҳи микрофлюидӣ бор карда шуд ва ҷараён ба вуҷуд омад, мушоҳида карда шуд, ки шуои нутфа бар зидди самти ҷараён ҳаракат мекунад. Бастаҳо ба деворҳои микроканалҳо сахт мувофиқат мекунанд ва сарҳои озод дар қисми ибтидоии бастаҳо ба онҳо сахт мувофиқат мекунанд (видеои 5). Онҳо инчунин ба ҳама гуна зарраҳои статсионарӣ дар роҳи худ, ба монанди партовҳо, часпида мешаванд, то аз ҷараён дур нашаванд. Бо гузашти вақт, ин бандчаҳо ба риштаҳои дароз табдил меёбанд, ки дигар нутфаҳои якка ва бандчаҳои кӯтоҳтарро дар бар мегиранд (видеои 6). Вақте ки ҷараён суст шудан мегирад, хатҳои дарози нутфа ба ташкили шабакаи хатҳои нутфа шурӯъ мекунанд (видеои 7; Расми 2).
Дар суръати баланди ҷараён (V > 33 µm/s), ҳаракатҳои спиралии риштаҳо бо кӯшиши сайд кардани бисёр бастаҳои алоҳидаи нутфа, ки ба қувваи ҳаракати ҷараён беҳтар муқовимат мекунанд, афзоиш меёбанд. Дар суръати баланди ҷараён (V > 33 µm/s), ҳаракатҳои спиралии риштаҳо бо кӯшиши сайд кардани бисёр бастаҳои алоҳидаи нутфа, ки ба қувваи ҳаракати ҷараён беҳтар муқовимат мекунанд, афзоиш меёбанд. При высокой скорости потока (V > 33 мкм/с) спиралевидные движения нитей усиливаются, поскольку они пытаются поймать множество отделных сперматозоидов, образующих пучки, которые лучше противостоят дрейфуюю. Дар суръати баланди ҷараён (V > 33 мкм/с), ҳаракатҳои спиралии риштаҳо афзоиш меёбанд, зеро онҳо кӯшиш мекунанд, ки бисёр нутфаҳои алоҳидаро сайд кунанд ва бастаҳоеро ташкил медиҳанд, ки қодиранд ба қувваи ҳаракати ҷараён беҳтар муқовимат кунанд.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 отделных сперматозоидов, образующих пучки, чтобы лучше сопротивляться силам дрейфа потока. Дар суръати баланди ҷараён (V > 33 мкм/с), ҳаракати спиралии риштаҳо афзоиш меёбад, то бисёр сперматозоидҳои алоҳидаро, ки бастаҳоро ташкил медиҳанд, дастгир кунанд, то ба қувваҳои ҳаракати ҷараён беҳтар муқовимат кунанд.Онҳо инчунин кӯшиш карданд, ки микроканалҳоро ба деворҳои паҳлӯӣ пайваст кунанд.
Гирди нутфа бо истифода аз микроскопияи рӯшноӣ (LM) ҳамчун кластерҳои сарҳои нутфа ва думҳои печида муайян карда шуданд. Гирди нутфа бо агрегатҳои гуногун инчунин ҳамчун сарҳои печида ва агрегатҳои парчамдор, думҳои сершумори нутфаҳои омехташуда, сарҳои нутфаҳои ба дум пайвастшуда ва сарҳои нутфа бо ядроҳои хамшуда ҳамчун ядроҳои сершумори омехташуда муайян карда шуданд. Микроскопияи электронии интиқол (TEM). Микроскопияи электронии сканкунӣ (SEM) нишон дод, ки гирди нутфа агрегатҳои сарҳои нутфа бо пӯшиш буда, агрегатҳои нутфа шабакаи пайвастшудаи думҳои печонидашударо нишон доданд.
Морфология ва ултрасохтори нутфа, ташаккули бандҳои нутфа бо истифода аз микроскопияи рӯшноӣ (нимқисма), микроскопияи электронии сканкунӣ (SEM) ва микроскопияи электронии интиқолӣ (TEM) омӯхта шуданд, мазокҳои нутфа бо ранги акридини норанҷӣ ранг карда шуда, бо истифода аз микроскопияи эпифлуоресцентӣ таҳқиқ карда шуданд.
Рангкунии тухми нутфа бо акридин норанҷӣ (Расми 3B) нишон дод, ки сарҳои нутфа ба ҳам часпида ва бо маводи секреторӣ пӯшонида шудаанд, ки боиси пайдоиши гиреҳҳои калон шудааст (Расми 3D). Гиреҳҳои нутфа аз агрегатҳои нутфа бо шабакаи думҳои пайвастшуда иборат буданд (Расми 4A-C). Гиреҳҳои нутфа аз думҳои бисёр нутфаҳои ба ҳам часпида иборатанд (Расми 4D). Асрорҳо (Расми 4E,F) сарҳои гиреҳҳои нутфаро пӯшонида буданд.
Ташаккули бастаи нутфа Бо истифода аз микроскопияи контрасти фазавӣ ва молидани нутфа бо ранги акридин норанҷӣ нишон дод, ки сарҳои нутфа ба ҳам мечаспанд. (A) Ташаккули барвақти нутфа бо нутфа (доираи сафед) ва се нутфа (доираи зард) оғоз мешавад, ки спирал аз дум оғоз ёфта, дар сар ба охир мерасад. (B) Фотомикрографияи молидани нутфа, ки бо норанҷи акридин ранг карда шудааст, сарҳои нутфаҳои часпакро нишон медиҳад (тирҳо). Рах сар(ҳо)-ро мепӯшонад. Калонкунӣ × 1000. (C) Рушди шуои калон, ки тавассути ҷараён дар канали микрофлюидӣ интиқол дода мешавад (бо истифода аз камераи баландсуръат бо суръати 950 fps). (D) Микрографияи молидани нутфа, ки бо норанҷи акридин ранг карда шудааст, туфҳои калонро нишон медиҳад (тирҳо). Калонкунӣ: ×200.
Микрографияи электронии сканкунии шуоъи нутфа ва молидани нутфа бо ранги акридин норанҷӣ. (A, B, D, E) микрографияҳои электронии рангии сперматозоидҳо мебошанд ва C ва F микрографияҳои молидани нутфа бо ранги акридин мебошанд, ки пайвастшавии якчанд нутфаро нишон медиҳанд, ки тори каудиро мепӯшонанд. (AC) Агрегатҳои нутфа ҳамчун шабакаи думҳои пайвастшуда (тирҳо) нишон дода шудаанд. (D) Часпидани якчанд нутфа (бо моддаи часпак, контури гулобӣ, тир), ки дар атрофи дум печонида шудааст. (E ва F) Агрегатҳои сари нутфа (нишондиҳандаҳо), ки бо маводи часпак пӯшонида шудаанд (нишондиҳандаҳо). Нуқтаҳои нутфа бо якчанд сохторҳои гирдбодмонанд (F) ташкил доданд. (C) ×400 ва (F) ×200 калонкунӣ.
Бо истифода аз микроскопияи электронии интиқол, мо муайян кардем, ки бандҳои нутфа думҳои пайвастшуда (Расми 6A, C), сарҳо ба думҳо пайвастшуда (Расми 6B) ё сарҳо ба думҳо пайвастшуда (Расми 6D) доштанд. Сарҳои нутфа дар банд каҷ буда, дар қисмати ду минтақаи ҳастаӣ ҷойгиранд (Расми 6D). Дар банди буридашуда, нутфа сари печида бо ду минтақаи ҳастаӣ ва якчанд минтақаҳои парчамшакл дошт (Расми 5A).
Микрографияи электронии рангаи рақамӣ, ки думҳои пайвасткунандаро дар бастаи нутфа ва маводи агглютинатсиякунандаро, ки сарҳои нутфаро мепайвандад, нишон медиҳад. (A) Думи пайвастшудаи шумораи зиёди нутфа. Ба он диққат диҳед, ки дум дар проексияҳои портретӣ (тир) ва манзараӣ (тир) чӣ гуна ба назар мерасад. (B) Сари (тир) нутфа ба дум (тир) пайваст аст. (C) Якчанд думҳои нутфа (тир) пайваст шудаанд. (D) Маводи агглютинатсия (AS, кабуд) чор сари нутфаро (арғувонӣ) мепайвандад.
Микроскопияи электронии сканкунӣ барои муайян кардани сарҳои нутфа дар бастаҳои нутфа, ки бо ихроҷ ё пардаҳо пӯшонида шудаанд, истифода шуд (Расми 6B), ки нишон медиҳад, ки бастаҳои нутфа бо маводи берун аз ҳуҷайра мустаҳкам карда шудаанд. Маводи агглютиншуда дар сари нутфа (маҷмӯаи сармонанди медуза; Расми 5B) ҷамъ шуда, ба самти дисталӣ васеъ шуда, ҳангоми ранг кардан бо акридин норанҷии акридин дар зери микроскопияи флуоресцентӣ намуди зарди дурахшон дод (Расми 6C). Ин модда дар зери микроскопи сканкунӣ ба таври возеҳ намоён аст ва пайвандкунанда ҳисобида мешавад. Қисмҳои ним тунук (Расми 5C) ва тамғаҳои нутфа, ки бо акридин норанҷии акридин ранг карда шудаанд, бастаҳои нутфаро нишон доданд, ки дорои сарҳои зич ҷойгиршуда ва думҳои печида буданд (Расми 5D).
Фотомикрографҳои гуногун, ки агрегатсияи сарҳои нутфа ва думҳои печонидашударо бо истифода аз усулҳои гуногун нишон медиҳанд. (A) Микрографияи электронии интиқоли рангаи рақамии буриши буриши бастаи нутфа, ки сари нутфаи печонидашударо бо ядрои дуқисма (кабуд) ва якчанд қисмҳои парчамшакл (сабз) нишон медиҳад. (B) Микрографияи электронии сканеркунии рангаи рақамӣ, ки кластери сарҳои нутфаи монанд ба медуза (тирҳо)-ро нишон медиҳад, ки ба назар пӯшидаанд. (C) Буриши нимтурук, ки сарҳои нутфаи ҷамъшударо (тирҳо) ва думҳои печонидашударо (тирҳо) нишон медиҳад. (D) Микрографияи молидани нутфа бо ранги норанҷии акридин ранг карда шудааст, ки агрегатҳои сарҳои нутфа (тирҳо) ва думҳои часпандаи печонидашударо (тирҳо) нишон медиҳад. Дар хотир доред, ки моддаи часпак (S) сари нутфаро мепӯшонад. (D) × калонкунии 1000.
Бо истифода аз микроскопияи электронии интиқолӣ (Расми 7А), инчунин қайд карда шуд, ки сарҳои нутфа печида ва ядроҳо шакли спиралӣ доштанд, ки инро бо тампонҳои нутфа, ки бо акридин норанҷӣ ранг карда шуда ва бо истифода аз микроскопияи флуоресцентӣ таҳқиқ шудаанд, тасдиқ карданд (Расми 7Б).
(A) Микрографияи электронии интиқоли рақамии ранга ва (B) Моли нутфа бо ранги норинҷии акридинӣ, ки сарҳои печонидашуда ва пайвастшавии сарҳо ва думҳои нутфаро нишон медиҳад (тирҳо). (B) × 1000 калонкунӣ.
Як хулосаи ҷолиб ин аст, ки нутфаи Шарказӣ барои ташкил додани бандҳои ришташакли мобилӣ муттаҳид мешавад. Хусусиятҳои ин бандҳо ба мо имкон медиҳанд, ки нақши эҳтимолии онҳоро дар ҷаббида ва нигоҳдории нутфа дар SST фаҳмем.
Пас аз ҷуфтшавӣ, нутфа ба маҳбал ворид шуда, раванди интихоби шадидро аз сар мегузаронад, ки дар натиҷа танҳо шумораи маҳдуди нутфа ба SST ворид мешавад15,16. То имрӯз, механизмҳои ворид ва хориҷ шудани нутфа ба SST норавшананд. Дар парранда, нутфаҳо вобаста ба намуд дар SST барои муддати тӯлонӣ аз 2 то 10 ҳафта нигоҳ дошта мешаванд6. Дар бораи ҳолати нутфа ҳангоми нигоҳдорӣ дар SST баҳсҳо боқӣ мемонанд. Оё онҳо дар ҳаракат ҳастанд ё дар ҳолати оромӣ? Ба ибораи дигар, чӣ гуна ҳуҷайраҳои нутфа мавқеи худро дар SST ин қадар тӯлонӣ нигоҳ медоранд?
Форман4 пешниҳод кард, ки будубош ва хориҷ кардани SST-ро метавон аз нигоҳи ҳаракати нутфа шарҳ дод. Муаллифон фарзия мекунанд, ки нутфа мавқеи худро бо шиноварӣ бар зидди ҷараёни моеъе, ки аз ҷониби эпителияи SST ба вуҷуд омадааст, нигоҳ медорад ва нутфа вақте ки суръати онҳо аз нуқтае, ки онҳо аз сабаби норасоии энергия ба ақиб ҳаракат мекунанд, паст мешавад, аз SST хориҷ карда мешавад. Занибони5 мавҷудияти аквапоринҳои 2, 3 ва 9-ро дар қисми апикалии ҳуҷайраҳои эпителиалии SST тасдиқ кард, ки метавонад ба таври ғайримустақим модели нигоҳдории нутфаи Форманро дастгирӣ кунад. Дар таҳқиқоти ҷорӣ, мо муайян кардем, ки қариб нисфи нутфаи Шаркашӣ дар моеъи равон реологияи мусбат нишон медиҳанд ва бастаҳои нутфаи агглютиншуда шумораи нутфаҳоеро, ки реологияи мусбат нишон медиҳанд, зиёд мекунанд, гарчанде ки агглютинатсия онҳоро суст мекунад. Чӣ гуна ҳуҷайраҳои нутфа аз найчаи фаллопии парранда ба макони бордоршавӣ мераванд, пурра фаҳмида нашудааст. Дар ширхӯрон, хемоатраксияи моеъи фолликулӣ нутфаро ҷалб мекунад. Аммо, бовар меравад, ки хемоаттрактантҳо нутфаро ба масофаҳои дур равона мекунанд7. Аз ин рӯ, механизмҳои дигар барои интиқоли нутфа масъуланд. Қобилияти нутфа барои самтгирӣ ва ҷоришавӣ бар зидди моеъи найчаи фаллопӣ, ки пас аз ҷуфтшавӣ ҷудо мешавад, омили асосии ҳадаф қарор додани нутфа дар мушҳо мебошад. Паркер 17 пешниҳод кард, ки нутфа аз тухмдонҳо тавассути шиноварӣ бар зидди ҷараёни силиарӣ дар паррандагон ва хазандагон мегузаранд. Гарчанде ки ин дар паррандагон ба таври таҷрибавӣ нишон дода нашудааст, Адольфи18 аввалин шуда кашф кард, ки нутфаи парранда натиҷаҳои мусбат медиҳад, вақте ки қабати тунуки моеъ байни лағжанда ва слайд бо тасмаи коғази филтр сохта мешавад. Реология. Хино ва Янагимачи [19] як комплекси тухмдон-найча-бачадони мушро дар ҳалқаи перфузия ҷойгир карданд ва 1 мкл рангро ба истмус ворид карданд, то ҷараёни моеъро дар найчаҳои фаллопӣ тасаввур кунанд. Онҳо ҳаракати хеле фаъоли кашиш ва истироҳатро дар найчаи фаллопӣ мушоҳида карданд, ки дар он ҳамаи тӯбҳои ранг ба таври доимӣ ба самти ампулаи найчаи фаллопӣ ҳаракат мекарданд. Муаллифон аҳамияти ҷараёни моеъи найчаҳои бачадонро аз найчаҳои поёнӣ ба болоӣ барои болоравии нутфа ва бордоршавӣ таъкид мекунанд. Brillard20 гузориш дод, ки дар мурғҳо ва мурғҳои мурғ нутфаҳо тавассути ҳаракати фаъол аз даромадгоҳи маҳбал, ки дар он ҷо нигоҳ дошта мешаванд, ба пайванди бачадон-маҳбал, ки дар он ҷо нигоҳ дошта мешаванд, муҳоҷират мекунанд. Аммо, ин ҳаракат байни пайванди бачадон-маҳбал ва инфундибулум лозим нест, зеро нутфаҳо тавассути ҷойивазкунии ғайрифаъол интиқол дода мешаванд. Бо донистани ин тавсияҳои қаблӣ ва натиҷаҳои бадастомада дар таҳқиқоти ҷорӣ, метавон тахмин кард, ки қобилияти нутфаҳо барои ҳаракат ба боло (реология) яке аз хосиятҳое мебошад, ки раванди интихоб ба он асос ёфтааст. Ин гузариши нутфаҳоро аз маҳбал ва ворид шудани онҳоро ба CCT барои нигоҳдорӣ муайян мекунад. Тавре ки Форман4 пешниҳод кард, ин инчунин метавонад раванди ворид шудани нутфаро ба SST ва муҳити зисти он барои муддате ва сипас берун рафтанро осон кунад, вақте ки суръати онҳо суст мешавад.
Аз тарафи дигар, Матсузаки ва Сасанами 21 пешниҳод карданд, ки нутфаҳои парранда дар роҳҳои репродуктивии мардона ва занона аз ҳолати хоб ба ҳаракатнокӣ тағйироти ҳаракатӣ доранд. Боздоштани ҳаракати нутфаҳои резидентӣ дар SST барои шарҳ додани мӯҳлати тӯлонии нигоҳдории нутфа ва сипас ҷавоншавӣ пас аз тарк кардани SST пешниҳод шудааст. Дар шароити гипоксӣ, Матсузаки ва ҳамкорон 1 истеҳсоли баланд ва ҷудошавии лактат дар SST-ро гузориш доданд, ки метавонад боиси боздоштани ҳаракати нутфаҳои резидентӣ гардад. Дар ин ҳолат, аҳамияти реологияи нутфа дар интихоб ва ҷабби нутфа, на дар нигоҳдории онҳо инъикос меёбад.
Намунаи агглютинатсияи нутфа як тавзеҳи эҳтимолии мӯҳлати тӯлонии нигоҳдории нутфа дар SST ҳисобида мешавад, зеро ин як намунаи маъмулии нигоҳдории нутфа дар парранда аст2,22,23. Бакст ва ҳамкорон 2 мушоҳида карданд, ки аксари нутфаҳо ба якдигар часпида, агрегатҳои фасцикуляриро ташкил медиҳанд ва нутфаҳои якка дар CCM-и бедона кам ёфт мешаванд. Аз тарафи дигар, Вен ва ҳамкорон 24 нутфаҳои парокандаи бештар ва тӯдаҳои нутфаҳои камтарро дар люмени SST дар мурғҳо мушоҳида карданд. Бар асоси ин мушоҳидаҳо, метавон тахмин кард, ки майл ба агглютинатсияи нутфа байни паррандагон ва байни нутфаҳо дар як эякулят фарқ мекунад. Илова бар ин, Ван Крей ва ҳамкорон 9 пешниҳод карданд, ки ҷудошавии тасодуфии нутфаҳои агглютиншуда барои воридшавии тадриҷии нутфа ба люмени найчаи фаллопӣ масъул аст. Тибқи ин фарзия, нутфаҳое, ки қобилияти агглютинатсияи пасттар доранд, бояд аввал аз SST хориҷ карда шаванд. Дар ин замина, қобилияти нутфа барои агглютинатсия метавонад омиле бошад, ки ба натиҷаи рақобати нутфа дар паррандагони ифлос таъсир мерасонад. Илова бар ин, ҳар қадар нутфаи агглютиншуда муддати тӯлонӣ ҷудо шавад, ҳамон қадар ҳосилхезӣ муддати дарозтар нигоҳ дошта мешавад.
Гарчанде ки дар якчанд таҳқиқот ҷамъшавии нутфа ва ҷамъшавии онҳо ба бастаҳо мушоҳида шудааст2,22,24, онҳо бо сабаби мураккабии мушоҳидаи кинематикии онҳо дар дохили SST муфассал тавсиф нашудаанд. Якчанд кӯшишҳо барои омӯзиши ҷамъшавии нутфа дар in vitro анҷом дода шудаанд. Ҳангоми хориҷ кардани сими тунук аз қатраи тухмии овезон, ҷамъшавии васеъ, вале муваққатӣ мушоҳида карда шуд. Ин боиси он мегардад, ки ҳубобчаи дароз аз қатра берун меояд ва ғадуди нутфаро тақлид мекунад. Аз сабаби маҳдудиятҳои 3D ва вақти кӯтоҳи хушкшавии қатрагӣ, тамоми блок зуд вайрон шуд9. Дар таҳқиқоти ҷорӣ, бо истифода аз мурғҳои Шаркашӣ ва чипҳои микрофлюидӣ, мо тавонистем тавсиф кунем, ки ин бандҳо чӣ гуна ташаккул меёбанд ва чӣ гуна ҳаракат мекунанд. Бастаҳои нутфа фавран пас аз ҷамъоварии нутфа ташаккул ёфта, дар шакли спирал ҳаракат мекунанд ва ҳангоми мавҷуд будан дар ҷараён реологияи мусбат нишон медиҳанд. Ғайр аз ин, ҳангоми дидани макроскопӣ, мушоҳида шудааст, ки бастаҳои нутфа нисбат ба нутфаҳои ҷудогона хаттии ҳаракатро зиёд мекунанд. Ин нишон медиҳад, ки агглютинатсияи нутфа метавонад пеш аз воридшавии SST ба амал ояд ва истеҳсоли нутфа аз сабаби стресс, чунон ки қаблан пешниҳод шуда буд (Тингари ва Лейк12), ба як минтақаи хурд маҳдуд намешавад. Ҳангоми ташаккули бандча, нутфаҳо дар ҳамоҳангӣ шино мекунанд, то он даме ки пайванде ба вуҷуд оранд, сипас думҳои онҳо дар атрофи якдигар печонида мешаванд ва сари нутфа озод боқӣ мемонад, аммо дум ва қисми дури нутфа бо моддаи часпак ба ҳам мечаспанд. Аз ин рӯ, сари озоди пайванд барои ҳаракат масъул аст ва боқимондаи пайвандро кашола мекунад. Микроскопияи электронии сканкунии бастаҳои нутфа нишон дод, ки сарҳои нутфаҳои часпак бо маводи зиёди часпак пӯшонида шудаанд, ки нишон медиҳад, ки сарҳои нутфа дар бастаҳои истироҳатӣ часпида шудаанд, ки шояд пас аз расидан ба макони нигоҳдорӣ (SST) рух дода бошанд.
Вақте ки молидани нутфа бо акридин норанҷӣ ранг карда мешавад, маводи часпандаи берун аз ҳуҷайра дар атрофи ҳуҷайраҳои нутфаро зери микроскопи флуоресцентӣ дидан мумкин аст. Ин модда ба бастаҳои нутфа имкон медиҳад, ки ба ҳама гуна сатҳҳо ё зарраҳои атроф часпанд ва ба онҳо часпанд, то ки онҳо бо ҷараёни атроф наафтанд. Ҳамин тариқ, мушоҳидаҳои мо нақши часпидани нутфаро дар шакли бастаҳои мобилӣ нишон медиҳанд. Қобилияти онҳо барои шино кардан бар зидди ҷараён ва часпидан ба сатҳҳои наздик имкон медиҳад, ки нутфа дар SST дарозтар бимонад.
Rothschild25 аз камераи гемоцитометрӣ барои омӯхтани тақсимоти шинокунандаи нутфаи гов дар қатраҳои суспензия истифода бурда, тавассути камерае, ки меҳвари оптикии амудӣ ва уфуқии микроскоп дорад, аксҳои микроскопӣ гирифт. Натиҷаҳо нишон доданд, ки нутфаҳо ба сатҳи камера ҷалб шудаанд. Муаллифон пешниҳод мекунанд, ки байни нутфа ва сатҳ таъсири мутақобилаи гидродинамикӣ вуҷуд дошта метавонад. Бо дарназардошти ин, дар баробари қобилияти нутфаи мурғи Шаркашӣ барои ташкил додани гиреҳҳои часпанда, эҳтимолияти часпидани нутфа ба девори SST ва нигоҳ доштани муддати тӯлонӣ метавонад афзоиш ёбад.
Бкчетти ва Афзелиу26 гузориш доданд, ки гликокаликси нутфа барои шинохти гаметаҳо ва агглютинатсия зарур аст. Форман10 мушоҳида кард, ки гидролизи пайвандҳои α-гликозидӣ дар рӯйпӯшҳои гликопротеин-гликолипидӣ бо роҳи коркарди нутфа бо нейраминидаза боиси коҳиши ҳосилхезӣ бе таъсир ба ҳаракати нутфа мегардад. Муаллифон пешниҳод мекунанд, ки таъсири нейраминидаза ба гликокаликс секвестратсияи нутфаро дар пайванди бачадон-мањбал халалдор мекунад ва бо ин васила ҳосилхезиро коҳиш медиҳад. Мушоҳидаҳои онҳо наметавонанд эҳтимолияти онро нодида гиранд, ки табобати нейраминидаза метавонад шинохти нутфа ва ооситаро коҳиш диҳад. Форман ва Энгел10 муайян карданд, ки ҳосилхезӣ ҳангоми бордоркунии дохилимањбал бо нутфае, ки бо нейраминидаза табобат карда шудааст, коҳиш ёфтааст. Аммо, IVF бо нутфае, ки бо нейраминидаза табобат карда шудааст, дар муқоиса бо мурғҳои назоратӣ ба ҳосилхезӣ таъсир нарасонд. Муаллифон ба хулосае омаданд, ки тағйирот дар пӯшиши гликопротеин-гликолипид дар атрофи пардаи нутфа қобилияти нутфаро барои бордоршавӣ тавассути вайрон кардани секвестратсияи нутфа дар пайванди бачадон-мањбал коҳиш медиҳад, ки дар навбати худ талафоти нутфаро аз сабаби суръати пайванди бачадон-мањбал афзоиш медиҳад, аммо ба шинохти нутфа ва тухм таъсир намерасонад.
Дар мурғи марҷон Бакст ва Баучан 11 дар люмени SST везикулаҳои хурд ва пораҳои мембранаро пайдо карданд ва мушоҳида карданд, ки баъзе аз ин доначаҳо бо пардаи нутфа омехта шудаанд. Муаллифон пешниҳод мекунанд, ки ин робитаҳо метавонанд ба нигоҳдории дарозмуддати нутфа дар SST мусоидат кунанд. Аммо, муҳаққиқон манбаи ин зарраҳоро мушаххас накарданд, ки оё онҳо аз ҷониби ҳуҷайраҳои эпителиалии CCT ҷудо мешаванд, аз ҷониби системаи репродуктивии мардона истеҳсол ва ҷудо карда мешаванд ё аз ҷониби худи нутфа истеҳсол мешаванд. Инчунин, ин зарраҳо барои агглютинатсия масъуланд. Грютзнер ва дигарон27 гузориш доданд, ки ҳуҷайраҳои эпителиалии эпидидималӣ сафедаи мушаххасеро истеҳсол ва ҷудо мекунанд, ки барои ташаккули роҳҳои нутфаи яксӯрохдор зарур аст. Муаллифон инчунин гузориш медиҳанд, ки парокандагии ин бастаҳо аз таъсири мутақобилаи сафедаҳои эпидидималӣ вобаста аст. Никсон ва дигарон28 муайян карданд, ки аднекса сафеда, остеонектини бой аз цистеини туршӣ ҷудо мекунад; SPARC дар ташаккули бандҳои нутфа дар экхиднаҳо ва плотипусҳои нӯли кӯтоҳ иштирок мекунад. Парокандагии ин нурҳо бо аз даст додани ин сафеда алоқаманд аст.
Дар таҳқиқоти ҷорӣ, таҳлили ултрасохторӣ бо истифода аз микроскопияи электронӣ нишон дод, ки нутфа ба миқдори зиёди маводи зич часпидааст. Гумон меравад, ки ин моддаҳо барои агглютинатсияе, ки дар байни сарҳои часпида ва атрофи онҳо ҷамъ мешавад, аммо дар консентратсияи пасттар дар минтақаи дум масъуланд. Мо фарз мекунем, ки ин моддаи агглютинатсиякунанда аз системаи репродуктивии мардона (эпидидимис ё vas deferens) якҷоя бо нутфа хориҷ мешавад, зеро мо аксар вақт ҳангоми эякуляция нутфаро аз лимфа ва плазмаи нутфа ҷудо мекунем. Гузориш дода шудааст, ки ҳангоми гузаштани нутфаи парранда аз эпидидимис ва vas deferens, онҳо тағйироти марбут ба пухташавӣ доранд, ки қобилияти онҳоро барои пайваст кардани сафедаҳо ва ба даст овардани гликопротеинҳои марбут ба леммаи плазма дастгирӣ мекунанд. Пойдории ин сафедаҳо дар мембранаҳои нутфаи доимӣ дар SST нишон медиҳад, ки ин сафедаҳо метавонанд ба ба даст овардани устувории мембранаи нутфа 30 таъсир расонанд ва ҳосилхезии онҳоро 31 муайян кунанд. Аҳмад ва ҳамкоронаш32 гузориш доданд, ки нутфаҳое, ки аз қисмҳои гуногуни системаи репродуктивии мардона (аз тухмдонҳо то рагҳои дисталии vas deferens) гирифта шудаанд, дар шароити нигоҳдории моеъ, новобаста аз ҳарорати нигоҳдорӣ, афзоиши прогрессивии қобилияти зинда монданро нишон доданд ва қобилияти зинда мондани мурғҳо низ пас аз бордоркунии сунъӣ дар найчаҳои фаллопӣ меафзояд.
Туфҳои нутфаи мурғи Шаркашӣ нисбат ба дигар намудҳо, ба монанди ехиднаҳо, плотипусҳо, мушҳои чӯбӣ, каламушҳои оҳу ва хукҳои баҳрӣ, хусусиятҳо ва вазифаҳои дигар доранд. Дар мурғҳои Шаркашӣ, ташаккули бандҳои нутфа суръати шиноварии онҳоро дар муқоиса бо нутфаҳои якка коҳиш дод. Аммо, ин бандҳо фоизи нутфаҳои аз ҷиҳати реологӣ мусбатро зиёд карданд ва қобилияти нутфаҳоро барои устувор кардани худ дар муҳити динамикӣ афзоиш доданд. Ҳамин тариқ, натиҷаҳои мо пешниҳоди қаблиро тасдиқ мекунанд, ки агглютинатсияи нутфа дар SST бо нигоҳдории дарозмуддати нутфа алоқаманд аст. Мо инчунин фарзия мекунем, ки майли нутфа барои ташкили бандҳо метавонад суръати талафи нутфаро дар SST назорат кунад, ки метавонад натиҷаи рақобати нутфаро тағйир диҳад. Мувофиқи ин фарзия, нутфаҳо бо қобилияти пасти агглютинатсия аввал SST-ро ҷудо мекунанд, дар ҳоле ки нутфаҳо бо қобилияти баланди агглютинатсия аксари наслро ба вуҷуд меоранд. Ташаккули бандҳои нутфаи яксӯрохдор муфид аст ва ба таносуби волидайн ва кӯдак таъсир мерасонад, аммо механизми дигарро истифода мебарад. Дар ехиднаҳо ва плотипусҳо, нутфаҳо ба ҳамдигар мувозӣ ҷойгир шудаанд, то суръати пеши шуоъро зиёд кунанд. Бастаҳои ехиднаҳо тақрибан се маротиба тезтар аз нутфаҳои алоҳида ҳаракат мекунанд. Чунин мешуморанд, ки ташаккули чунин тӯдаҳои нутфа дар ехиднаҳо мутобиқшавии эволютсионӣ барои нигоҳ доштани бартарӣ аст, зеро модинаҳо бетартиб ҳастанд ва одатан бо якчанд нарина ҷуфт мешаванд. Аз ин рӯ, нутфаҳо аз эякулятҳои гуногун барои бордоршавии тухм сахт рақобат мекунанд.
Сперматозоидҳои агглютиншудаи мурғҳои шаркасиро бо истифода аз микроскопияи контрасти фазавӣ ба осонӣ тасаввур кардан мумкин аст, ки ин бартарӣ дорад, зеро он имкон медиҳад, ки рафтори сперматозоидҳоро дар in vitro ба осонӣ омӯзед. Механизме, ки тавассути он ташаккули тӯби нутфа афзоишро дар мурғҳои шаркаси мусоидат мекунад, инчунин аз он чизе, ки дар баъзе ширхӯрони пласенталӣ дида мешавад, ки рафтори кооперативии нутфаро ба монанди мушҳои чӯбӣ нишон медиҳанд, ки дар он ҷо баъзе нутфаҳо ба тухм мерасанд ва ба дигар шахсони марбут ба тухмҳои онҳо мерасанд ва ба онҳо зарар мерасонанд, кӯмак мекунад. худро исбот кунед. рафтори алтруистӣ. Худбордоршавӣ 34. Мисоли дигари рафтори кооперативӣ дар нутфа дар мушҳои оҳу пайдо шуд, ки дар он нутфаҳо тавонистанд нутфаҳои аз ҷиҳати генетикӣ бештар алоқамандро муайян ва якҷоя кунанд ва гурӯҳҳои кооперативӣ ташкил диҳанд, то суръати худро дар муқоиса бо нутфаҳои ғайримарбут афзоиш диҳанд35.
Натиҷаҳои дар ин таҳқиқот бадастомада бо назарияи Фоман дар бораи нигоҳдории дарозмуддати нутфа дар SWS мухолифат намекунанд. Муҳаққиқон гузориш медиҳанд, ки ҳуҷайраҳои нутфа дар ҷараёни ҳуҷайраҳои эпителиалии SST дар муддати тӯлонӣ ҳаракат мекунанд ва пас аз муддати муайян, захираҳои энергияи ҳуҷайраҳои нутфа кам мешаванд, ки боиси коҳиши суръат мегардад, ки имкон медиҳад моддаҳои вазни молекулавии хурд хориҷ карда шаванд. энергияи нутфа бо ҷараёни моеъ аз люмени SST Ковокии найчаи фаллопӣ. Дар таҳқиқоти ҷорӣ, мо мушоҳида кардем, ки нисфи нутфаҳои якка қобилияти шино кардан бар зидди моеъҳои ҷорӣро нишон доданд ва часпиши онҳо дар баста қобилияти нишон додани реологияи мусбати онҳоро афзоиш дод. Ғайр аз ин, маълумоти мо бо маълумоти Матсузаки ва дигарон 1 мувофиқ аст, ки гузориш доданд, ки афзоиши ихроҷи лактат дар SST метавонад ҳаракати нутфаи маҳаллиро боздорад. Аммо, натиҷаҳои мо ташаккули пайвандҳои ҳаракаткунандаи нутфа ва рафтори реологии онҳоро дар ҳузури муҳити динамикӣ дар дохили микроканал тавсиф мекунанд, то рафтори онҳоро дар SST равшан кунанд. Таҳқиқоти оянда метавонанд ба муайян кардани таркиби кимиёвӣ ва пайдоиши агенти агглютинатсиякунанда нигаронида шаванд, ки бешубҳа ба муҳаққиқон дар таҳияи роҳҳои нави нигоҳдории нутфаи моеъ ва афзоиши давомнокии бордоршавӣ кӯмак хоҳад кард.
Дар таҳқиқот понздаҳ сар шаркаси наринаи гардани луч (гомозиготӣ; Na Na) бо синни 30-ҳафтаина ҳамчун донорҳои нутфа интихоб карда шуданд. Паррандаҳо дар Фермаи тадқиқотии паррандапарварии факултети кишоварзии Донишгоҳи Ашит, губернатори Ашит, Миср парвариш карда шуданд. Паррандаҳо дар қафасҳои алоҳида (30 x 40 x 40 см) нигоҳ дошта, ба барномаи рӯшноӣ (16 соат рӯшноӣ ва 8 соат торикӣ) дучор карда шуданд ва ба онҳо парҳезе дода шуд, ки дорои 160 г протеини хом, 2800 ккал энергияи мубодилашаванда, 35 г калсий буд. 5 грамм фосфори дастрас барои як килограмм парҳез.
Мувофиқи маълумоти 36, 37, нутфа аз мардон бо роҳи массажи шикам ҷамъоварӣ карда шуд. Дар маҷмӯъ, аз 15 мард дар тӯли 3 рӯз 45 намунаи нутфа ҷамъоварӣ карда шуд. Нутфа (n = 15/рӯз) фавран бо маҳлули нутфаи паррандаи Белсвилл, ки дифосфати калий (1.27 г), моногидрати глутамати моносодиум (0.867 г), фруктоза (0.5 рӯз) натрийи беоб, ацетат (0.43 г), трис(гидроксиметил)аминометан (0.195 г), моногидрати калий цитрат (0.064 г), монофосфати калий (0.065 г), хлориди магний (0.034 г) ва H2O (100 мл), рН = 7,5, осмолярӣ 333 мОсм/кг38 дорад, ҳал карда шуд. Намунаҳои нутфаи обшуда аввал зери микроскопи рӯшноӣ тафтиш карда шуданд, то сифати хуби нутфа (намӣ) таъмин карда шавад ва сипас дар ваннаи обӣ дар ҳарорати 37°C то истифода дар давоми ним соат пас аз ҷамъоварӣ нигоҳ дошта шуданд.
Кинематика ва реологияи нутфа бо истифода аз системаи дастгоҳҳои микрофлюидӣ тавсиф карда мешаванд. Намунаҳои нутфа минбаъд дар маҳлули нутфаи паррандаи Белтсвилл то 1:40 маҳлул карда шуданд ва ба дастгоҳи микрофлюидӣ бор карда шуданд (нигаред ба зер) ва параметрҳои кинетикӣ бо истифода аз системаи таҳлили компютерии нутфа (CASA), ки қаблан барои тавсифи микрофлюидӣ таҳия шуда буд, муайян карда шуданд. дар бораи ҳаракатнокии нутфа дар муҳити моеъ (Департаменти муҳандисии механикӣ, Факултаи муҳандисӣ, Донишгоҳи Ассиут, Миср). Плагинро дар ин ҷо зеркашӣ кардан мумкин аст: http://www.assiutmicrofluidics.com/research/casa39. Суръати каҷ (VCL, μm/s), суръати хаттӣ (VSL, μm/s) ва суръати миёнаи траектория (VAP, μm/s) чен карда шуданд. Видеоҳои нутфа бо истифода аз микроскопи контрасти фазаи Optika XDS-3 (бо объективи 40x), ки ба камераи Tucson ISH1000 бо суръати 30 fps барои 3 сония пайваст карда шудааст, гирифта шуданд. Аз нармафзори CASA барои омӯзиши ҳадди ақал се минтақа ва 500 траекторияи нутфа барои як намуна истифода баред. Видеои сабтшуда бо истифода аз CASA-и хонагӣ коркард шудааст. Таърифи ҳаракат дар плагини CASA ба суръати шиноварии нутфа дар муқоиса бо суръати ҷараён асос ёфтааст ва параметрҳои дигарро, ба монанди ҳаракати паҳлӯ ба паҳлӯ, дар бар намегирад, зеро муайян шудааст, ки ин дар ҷараёни моеъ боэътимодтар аст. Ҳаракати реологӣ ҳамчун ҳаракати ҳуҷайраҳои нутфа бар зидди самти ҷараёни моеъ тавсиф мешавад. Сперматозоидҳо бо хосиятҳои реологӣ ба шумораи нутфаҳои ҳаракаткунанда тақсим карда шуданд; нутфаҳое, ки дар ҳолати оромӣ буданд ва нутфаҳои конвективӣ ҳаракат мекарданд, аз ҳисоб хориҷ карда шуданд.
Ҳамаи маводи кимиёвии истифодашуда аз Elgomhoria Pharmaceuticals (Қоҳира, Миср) гирифта шудаанд, агар тартиби дигаре қайд нашуда бошад. Дастгоҳ мувофиқи тавсифи Эл-шерри ва дигарон 40 бо баъзе тағйирот истеҳсол шудааст. Маводҳое, ки барои сохтани микроканалҳо истифода мешуданд, аз табақҳои шишагӣ (Howard Glass, Worcester, MA), муқовимати манфии SU-8-25 (MicroChem, Newton, CA), спирти диацетонӣ (Sigma Aldrich, Steinheim, Олмон) ва полиацетон иборат буданд. -184, Dow Corning, Midland, Michigan). Микроканалҳо бо истифода аз литографияи нарм сохта мешаванд. Аввалан, ниқоби муҳофизатии рӯй бо тарҳи дилхоҳи микроканал дар принтери баландсифат чоп карда шуд (Prismatic, Cairo, Egypt and Pacific Arts and Design, Markham, ON). Устоҳо бо истифода аз табақҳои шишагӣ ҳамчун субстрат сохта шуданд. Табақҳо дар ацетон, изопропанол ва оби деионизатсияшуда тоза карда шуданд ва сипас бо қабати 20 мкм SU8-25 бо пӯшиши чархзананда (3000 чархзанӣ, 1 дақиқа) пӯшонида шуданд. Сипас қабатҳои SU-8 бо нармӣ хушк карда шуданд (65°C, 2 дақиқа ва 95°C, 10 дақиқа) ва ба муддати 50 сония дар зери радиатсияи ултрабунафш қарор дода шуданд. Пас аз таъсири нур дар ҳарорати 65°C ва 95°C барои 1 дақиқа ва 4 дақиқа пазед, то қабатҳои SU-8-и кушодашударо бо ҳам пайваст кунед ва сипас дар спирти диацетон барои 6,5 дақиқа коркард кунед. Вафлиҳоро сахт (200°C барои 15 дақиқа) пазед, то қабати SU-8 боз ҳам сахттар шавад.
PDMS бо роҳи омехта кардани мономер ва сахткунанда бо таносуби вазни 10:1 омода карда шуд, сипас дар эксикатори вакуумӣ дегазатсия карда шуд ва ба чаҳорчӯбаи асосии SU-8 рехта шуд. PDMS дар танӯр (120°C, 30 дақиқа) хушк карда шуд, сипас каналҳо бурида, аз асосӣ ҷудо карда шуданд ва сӯрох карда шуданд, то найчаҳо дар даромадгоҳ ва баромадгоҳи микроканал пайваст карда шаванд. Дар ниҳоят, микроканалҳои PDMS ба таври доимӣ ба слайдҳои микроскоп бо истифода аз протсессори сайёри корона (Electro-Technic Products, Чикаго, Иллинойс), тавре ки дар ҷои дигар тавсиф шудааст, пайваст карда шуданд. Микроканали истифодашуда дар ин таҳқиқот 200 µm × 20 µm (W × H) андоза дорад ва 3,6 см дарозӣ дорад.
Ҷараёни моеъ, ки аз фишори гидростатикӣ дар дохили микроканал ба вуҷуд меояд, бо нигоҳ доштани сатҳи моеъ дар зарфи вурудӣ аз фарқияти баландии Δh39 дар зарфи баромад ба даст оварда мешавад (Расми 1).
ки дар он f коэффитсиенти соиш аст, ки ҳамчун f = C/Re барои ҷараёни ламинарӣ дар канали росткунҷа муайян карда мешавад, ки дар он C як адади доимӣ вобаста ба таносуби паҳлӯии канал аст, L дарозии микроканал аст, Vav суръати миёнаи дохили микроканал аст, Dh диаметри гидравликии канал аст, g - шитоби ҷозиба. Бо истифода аз ин муодила, суръати миёнаи каналро бо истифода аз муодилаи зерин ҳисоб кардан мумкин аст: