Nature.com saýtyna gireniňiz üçin sag boluň. Ulanýan brauzeriňiziň wersiýasynda CSS goldawy çäkli. Iň gowy tejribe üçin täzelenen brauzer ulanmagyňyzy maslahat berýäris (ýa-da Internet Explorer-de Gatnaşyklyk Režimini öçüriň). Şol bir wagtyň özünde, yzygiderli goldawy üpjün etmek üçin saýty stillersiz we JavaScript-siz görkezeris.
Guşlaryň döllenmegi olaryň sperma saklama turbalarynda (SST) uzak wagtlap ýeterlik derejede ýaşaýşa ukyply sperma saklamak ukybyna baglydyr. Spermatozoidleriň SST-e girmeginiň, ýerleşmeginiň we çykmagynyň anyk mehanizmi jedelli bolmagynda galýar. Sharkasi towuklarynyň spermasy agglýutinasiýa meýilli bolup, köp öýjükleri öz içine alýan hereketli filamentli toplumlary emele getirdi. Spermatozoidleriň hereketini we özüni alyp barşyny mat bolmadyk fallop turbasynda synlamagyň kynçylygy sebäpli, spermatozoidleriň agglýutinasiýasyny we hereketini öwrenmek üçin spermatozoidlere meňzeş mikrokanal kesimi bolan mikrofluidik enjam ulandyk. Bu gözlegde sperma toplumlarynyň nähili emele gelýändigi, nähili hereket edýändigi we SST-de spermanyň ýerleşmegini uzaltmakdaky mümkin bolan roly ara alnyp maslahatlaşylýar. Biz gidrostatik basyş arkaly mikrofluidik kanalda suwuklyk akymy döredilende spermanyň tizligini we reologik özüni alyp barşyny öwrendik (akym tizligi = 33 µm/s). Spermatozoidler akyma garşy ýüzmäge meýilli (oňyn reologiýa) we spermatozoidler toplumynyň tizligi ýeke spermatozoidlere garanyňda ep-esli pese gaçýar. Spermatozoidler toplumynyň spiral görnüşinde hereket edýändigi we has köp ýeke spermatozoidler ýygnandygyça uzynlygynyň we galyňlygynyň artýandygy syn edildi. Sperma bognlarynyň mikrofluidik kanallaryň gapdal diwarlaryna golaýlaşýandygy we ýapyşýandygy, suwuklygyň akym tizliginiň > 33 µm/s bilen süpürilmeginiň öňüni alýandygy syn edildi. Sperma bognlarynyň mikrofluidik kanallaryň gapdal diwarlaryna golaýlaşýandygy we ýapyşýandygy, suwuklygyň akym tizliginiň > 33 µm/s bilen süpürilmeginiň öňüni alýandygy syn edildi. Было замечено, что пучки спер узозидов приближаются и прилипают к боковым чаркам микфлюидных кананов, ч чы избежать сметания со секоростью потока жидкости> 33 мкм / с. Suwuklyk akymynyň tizligi >33 µm/s bolanda sperma düwünçekleriniň mikrofluidik kanallaryň gapdal diwarlaryna golaýlaşyp, olara ýapyşýandygy we suwuklyk akymynyň tizligi >33 µm/s bolanda süpürilip gitmeginiň öňüni alýandygy syn edildi.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 спер озозоидов приближаются и прилипают к боковым чаркам моржидкостного канала, ч чы избежать сметания потоком жидкости со секоростью> 33 мкм / с. Sperma düwünçekleriniň >33 µm/s tizlikli suwuklyk akymy tarapyndan süýrülip gitmeginiň öňüni almak üçin mikrofluidik kanalyň gapdal diwarlaryna golaýlaşýandygy we ýapyşýandygy syn edildi.Skanirleme we geçiriş elektron mikroskopiýasy sperma boglarynyň köp mukdarda dykyz material bilen goldanylýandygyny görkezdi. Alnan maglumatlar Şarkazi towuk spermatozoidleriniň özboluşly hereketliligini, şeýle hem spermatozoidleriň agglýutinasiýa we hereketli boglary emele getirmek ukybyny görkezýär, bu bolsa SMT-de spermatozoidleriň uzak wagtlap saklanmagyny has gowy düşünmäge kömek edýär.
Adamlarda we köp haýwanlarda döllenmek üçin sperma we ýumurtgalar döllenmek ýerine dogry wagtda ýetmelidir. Şonuň üçin jübütleşmek owulýasiýadan öň ýa-da şol wagtda bolmaly. Beýleki tarapdan, käbir süýdemdirijiler, meselem, itler, şeýle hem mör-möjekler, balyklar, süýrenijiler we guşlar ýaly süýdemdiriji däl görnüşler, ýumurtgalary döllenmäge taýýar bolýança (asinhron döllenme 1) spermany köpelýän organlarynda uzak wagtlap saklaýarlar. Guşlar ýumurtgalary döllendirmäge ukyply spermatozoidleriň ýaşaýyş ukybyny 2-10 hepde saklap bilýärler2.
Bu guşlary beýleki haýwanlardan tapawutlandyrýan özboluşly aýratynlykdyr, sebäbi ol birnäçe hepdelap bir gezek tohumlandyrylandan soň, bir wagtyň özünde jübütleşme we owulýasiýa bolmazdan, tohumlanmanyň ýokary ähtimallygyny üpjün edýär. Sperma saklamak üçin niýetlenen esasy organ, ýagny sperma saklamak üçin niýetlenen turbajyk (SST), içki nemli bardanyň gyrymlarynda, uterus-waginal çatrygynda ýerleşýär. Häzirki güne çenli spermanyň sperma bankyna girmeginiň, ýerleşmeginiň we çykmagynyň mehanizmleri doly düşünilip bilinmedi. Öňki barlaglara esaslanyp, köp sanly gipotezalar öňe sürüldi, ýöne olaryň hiç biri tassyklanmady.
Forman4 spermatozoidleriň SST epitelial öýjüklerinde ýerleşýän belok kanallary arkaly suwuklyk akymynyň ugruna garşy üznüksiz yrgyldawuk hereket arkaly SST boşlugynda ýerleşýändigini gipoteza etdi (reologiýa). Spermatozoidleri SST boşlugynda saklamak üçin zerur bolan yzygiderli flagellýar işjeňlik sebäpli ATF azalýar we hereketlilik ahyrsoňy spermatozoidler suwuklyk akymy arkaly sperma bankyndan çykarylyp, spermatozoidleri döllemek üçin ýokary galýan fallop turbasyndan aşak täze syýahata başlaýança pese gaçýar. Ýumurtga (Forman4). Spermatozoidleri saklamagyň bu modeli SST epitelial öýjüklerinde bar bolan akwaporinler 2, 3 we 9-yň immunositokimiýa arkaly ýüze çykarylmagy bilen goldanylýar. Häzirki güne çenli towuk spermasynyň reologiýasy we onuň SST saklanyşyndaky, waginal sperma saýlamasyndaky we sperma bäsdeşligindäki roly boýunça barlaglar ýeterlik däl. Towuklarda spermatozoidler tebigy jübütleşmeden soň wagina girýär, ýöne jübütleşmeden gysga wagt soň spermatozoidleriň 80% -den gowragy waginadan çykarylýar. Bu bolsa, waginanyň guşlarda spermatozoid saýlamasynyň esasy ýeridigini görkezýär. Mundan başga-da, waginada döllenen spermatozoidleriň 1% -den azynyň SST-lere 2 düşýändigi habar berildi. Waginada jüýjeleri emeli usulda tohumlandyrmakda, SST-e ýetýän spermatozoidleriň sany tohumlandyrmadan 24 sagat soň artýar. Häzirlikçe, bu prosesde spermatozoidleriň saýlanmagynyň mehanizmi belli däl we spermatozoidleriň hereketliligi SST spermatozoidleriniň özleşdirilmeginde möhüm rol oýnap biler. Fallopiýa turbalarynyň galyň we açyk diwarlary sebäpli, guşlaryň fallopiýa turbalaryndaky spermatozoidleriň hereketliligini gönüden-göni gözegçilik etmek kyn. Şonuň üçin, tohumlandyrmadan soň spermatozoidleriň SST-e nädip geçýändigi barada esasy bilimimiz ýok.
Reologiýa ýakynda süýdemdirijileriň jyns agzalarynda sperma daşamagyny gözegçilikde saklaýan möhüm faktor hökmünde ykrar edildi. Hereketli spermatozoidleriň garşylykly göçmek ukybyna esaslanyp, Zaferani we beýlekiler corra mikrofluidik ulgamyny ulanyp, hereketli spermatozoidleri saklanan sperma nusgalaryndan passiw bölüp aldylar. Spermanyň bu görnüşi lukmançylyk taýdan dölsüzligi bejermek we kliniki barlaglar üçin möhümdir we wagt we zähmet talap edýän hem-de spermanyň morfologiýasyna we gurluş bitewüligine zyýan ýetirip bilýän däp bolan usullardan has gowy hasaplanýar. Şeýle-de bolsa, şu güne çenli towuklaryň jyns agzalaryndan çykýan bölünip çykýan maddalaryň spermanyň hereketine täsiri barada hiç hili barlag geçirilmedi.
Spermanyň SST-de saklanýan mehanizmine garamazdan, köp ylmy barlagçylar ýaşaýan spermatozoidleriň 9, 10 towuklaryň, 2 bildirçinleriň we 11 hindileriň SST-de baş-başa agglýutinasiýa edip, agglýutinasiýa edilen sperma toplumlaryny emele getirýändigini gördüler. Awtorlar bu agglýutinasiýa bilen SST-de spermanyň uzak wagtlap saklanmagynyň arasynda baglanyşyk bardygyny aýdýarlar.
Tingari we Lake12 towugyň sperma kabul edýän mäzinde spermatozoidleriň arasynda güýçli baglanyşyk barada habar berdiler we guş spermatozoidleriniň süýdemdirijileriň spermatozoidleri ýaly agglýutinasiýa edýändigini sorag astyna aldylar. Olar damar boşlugyndaky spermatozoidleriň arasyndaky çuňňur baglanyşyklaryň kiçi giňişlikde köp sanly spermatozoidleriň bolmagy sebäpli dörän stres bilen baglanyşykly bolmagynyň mümkindigine ynanýarlar.
Täze asylyp duran aýna slaýdlarda spermatozoidleriň özüni alyp barşyny bahalandyrylanda, agglýutinasiýanyň wagtlaýyn alamatlaryny, esasanam sperma damjalarynyň gyralarynda görmek bolýar. Şeýle-de bolsa, agglýutinasiýa köplenç dowamly hereket bilen baglanyşykly aýlanma hereketi bilen bozulýar, bu bolsa bu hadysanyň wagtlaýyn häsiýetini düşündirýär. Barlagçylar şeýle hem erediji sperma goşulanda, uzyn "sap ýaly" öýjük agregatlarynyň peýda bolandygyny bellediler.
Spermatozoidi gaýtalamak üçin ilkinji synanyşyklar asylgy duran damjadan inçe simi aýyrmak arkaly edildi, netijede sperma damjasyndan uzyn sperma ýaly köpürjik çykyp durdy. Spermatozoidler derrew köpürjikde parallel görnüşde düzüldi, ýöne 3D çäklendirmesi sebäpli tutuş birlik çalt ýitip gitdi. Şonuň üçin spermatozoidleriň agglýutinasiýasyny öwrenmek üçin spermatozoidleriň hereketini we özüni alyp barşyny gönüden-göni aýry sperma saklaýan kanaljyklarda synlamak zerurdyr, muňa ýetmek kyn. Şonuň üçin sperma hereketini we agglýutinasiýa özüni alyp barşyny öwrenmek üçin spermatozoidi gaýtalaýan gural işläp düzmek zerurdyr. Brillard we beýlekiler13 uly ýaşly jüýjelerde sperma saklaýan kanaljyklaryň ortaça uzynlygynyň 400–600 µm bolandygyny, ýöne käbir SST-leriň 2000 µm çenli uzyn bolup biljekdigini habar berdiler. Mero we Ogasawara14 tohum bezlerini ulalan we ulalmaýan sperma saklaýan turbajyklara böldüler, olaryň ikisi hem uzynlygy (~500 µm) we boýun giňligi (~38 µm) boýunça deňdi, ýöne turbajyklaryň ortaça boşlugynyň diametri degişlilikde 56,6 we 56,6 µm, degişlilikde 11,2 µm boldy. Häzirki gözlegde biz kanal ölçegi 200 µm × 20 µm (W × H) bolan mikrofluidik enjam ulandyk, onuň kese kesimi güýçlendirilen SST-niň keseligine birneme ýakyn. Mundan başga-da, biz akýan suwuklykda spermanyň hereketliligini we agglutinasiýa häsiýetini barladyk, bu bolsa Foremanyň SST epitelial öýjükleri tarapyndan öndürilen suwuklygyň spermany boşlukda garşy akymda (reologiki) saklaýandygy baradaky gipotezasyna laýyk gelýär.
Bu gözlegiň maksady spermatozoidleriň fallop turbasyndaky hereketini synlamakdaky kynçylyklary ýeňip geçmek we dinamiki gurşawda spermatozoidleriň reologiýasyny we özüni alyp barşyny öwrenmekdäki kynçylyklardan gaça durmakdy. Towugyň jyns agzalarynda spermatozoidleriň hereketini simulýasiýa etmek üçin gidrostatik basyş döredýän mikrofluidik enjam ulanyldy.
Suwuklaşdyrylan sperma nusgasynyň bir damjasy (1:40) mikrokanal enjamyna ýüklenilende, spermanyň hereketliliginiň iki görnüşini (izolýasiýa edilen sperma we baglanyşykly sperma) anyklap bolýardy. Mundan başga-da, spermatozoidler akymyň garşysyna ýüzmäge meýillidi (reologiýa oňyn; wideo 1, 2). Sperma toplumlarynyň tizligi ýeke spermanyňkydan pes bolsa-da (p < 0,001), olar pozitiw reotaksis görkezýän spermanyň göterimini ýokarlandyrdy (p < 0,001; 2-nji tablisa). Sperma toplumlarynyň tizligi ýeke spermanyňkydan pes bolsa-da (p < 0,001), olar pozitiw reotaksis görkezýän spermanyň göterimini ýokarlandyrdy (p < 0,001; 2-nji tablisa). Хотя пучки спер тузозидов имели более низкую скорость, чем у одиночных спер зозозидов (p <0,001), они увеличивали спер серозозоидов, демонстрирующих положительный реотаксис (p 2) Spermatozoidler toplumy ýeke spermatozoidlere garanyňda has pes tizlige eýe bolsa-da (p < 0,001), olar spermatozoidleriň reotaksis görkezmeginiň göterimini ýokarlandyrdy (p < 0,001; 2-nji tablisa).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 ）。0.001 ； <<0.001 ； 2 。。。。。。）））））） 0.00 精子束 0.00 Хотя скорость пучов спер музозоидов б ниже, чем у одиночных спер зозозидов (p <0,001), они увеличивали мат спер серозозидов с положительной реологией (p <0,001; ча 2). Sperma bognlarynyň tizligi ýeke spermatozoidleriňkiden pes bolsa-da (p < 0,001), olar reologiýasy oňyn bolan spermatozoidleriň göterimini ýokarlandyrdy (p < 0,001; 2-nji tablisa).Ýeke spermatozoidleriň we tüýjüjikleriň reologiýasynyň oňyn netijesi degişlilikde takmynan 53% we 85% diýlip çaklanylýar.
Şarkasi towuklarynyň spermatozoidleriniň ejakulýasiýadan derrew soň onlarça şahsyýetden ybarat bolan çyzykly toplumlary emele getirýändigi bellenildi. Bu toplumlaryň uzynlygy we galyňlygy wagtyň geçmegi bilen artýar we dargamazdan öň birnäçe sagatlap in vitro saklanyp bilýär (wideo 3). Bu filamentli toplumlar epididimiň ahyrynda emele gelýän ehidna spermatozoidlerine meňzeýär. Şarkaşi towuk spermasynyň ýygnalandan soň bir minutdan az wagtyň içinde agglýutinasiýa we tor toplumy emele getirmek meýiliniň ýokarydygy anyklandy. Bu şöhleler dinamiki we golaýdaky islendik diwarlara ýa-da statik zatlara ýapyşyp bilýär. Sperma toplumlary sperma öýjükleriniň tizligini peseldýän hem bolsa, makroskopik taýdan olaryň çyzyklylygyny artdyrýandygy aýdyňdyr. Toplaryň uzynlygy toplumlarda ýygnalan spermanyň sanyna baglylykda üýtgeýär. Topuň iki bölegi bölünip alyndy: agglýutinirlenen spermanyň erkin kellesini öz içine alýan başlangyç bölegi we guýrugy we spermanyň tutuş distal ujuny öz içine alýan terminal bölegi. Ýokary tizlikli kamera (950 fps) ulanylyp, düwünçegiň başlangyç böleginde agglýutinirlenen spermatozoidleriň erkin başlary syn edildi, olar özleriniň yrgyldaw hereketi sebäpli düwünçegiň hereketine jogapkär bolup, galanlaryny spiral hereket bilen düwünçäniň içine süýräp girýärler (Wideo 4). Şeýle-de bolsa, uzyn düwünçeklerde käbir erkin spermatozoidleriň bedene ýapyşandygy we düwünçäniň soňky böleginiň düwünçäni hereketlendirmäge kömek edýän perdeler hökmünde hereket edýändigi syn edildi.
Suwuklygyň haýal akymynda sperma toplumlary biri-birine parallel hereket edýär, ýöne olar üst-üste düşüp başlaýar we akym tizligi artanda tok bilen ýuwulmazlyk üçin hereketsiz galan ähli zada ýapyşýar. Toplar birnäçe sperma öýjükleri biri-birine ýakynlaşanda emele gelýär, olar sinhron hereket edip başlaýarlar we biri-biriniň daşyna saralýarlar, soňra bolsa ýapyşýan madda ýapyşýarlar. 1-nji we 2-nji suratlarda spermanyň bir-birine nähili ýakynlaşýandygy, guýruklar biri-biriniň daşyna saralanda birleşýändigi görkezilýär.
Spermanyň reologiýasyny öwrenmek üçin barlagçylar mikrokanalda suwuklyk akymyny döretmek üçin gidrostatik basyş ulandylar. Ölçegi 200 µm × 20 µm (W × H) we uzynlygy 3,6 µm bolan mikrokanal ulanyldy. Uçlarynda şprisler bolan gaplaryň arasynda mikrokanallar ulanyň. Kanallary has görünýän etmek üçin iýmit reňkleri ulanyldy.
Diwara özara birikdiriji kabelleri we aksessuarlary baglaň. Wideo fazaly kontrastly mikroskop bilen düşürildi. Her bir suratda fazaly kontrastly mikroskopiýa we kartalaşdyryş suratlary görkezilýär. (A) Iki akymyň arasyndaky baglanyşyk spiral hereket sebäpli akyma garşylyk görkezýär (gyzyl ok). (B) Truba bognu bilen kanalyň diwarynyň arasyndaky baglanyşyk (gyzyl ok), şol bir wagtyň özünde olar başga iki boguna birikdirilýär (sary ok). (C) Mikrofluid kanalyndaky sperma bognulary biri-biri bilen birikdirilip başlaýar (gyzyl ok), sperma bognularynyň toruny emele getirýär. (D) Sperma bognularynyň torunyň emele gelmegi.
Mikrofluidik enjama suwuklandyrylan sperma damjasy ýüklenilip, akym döredilende, sperma şöhlesiniň akymyň ugruna garşy hereket edýändigi syn edildi. Toplar mikrokanallaryň diwarlaryna berk ýapyşýar we toplaryň başlangyç bölegindäki boş kelleler olara berk ýapyşýar (wideo 5). Şeýle hem, olar akymyň daşyna çykmagyna garşy durmak üçin ýollaryndaky islendik hereketsiz bölejiklere, meselem, hapa bölejiklere ýapyşýarlar. Wagtyň geçmegi bilen, bu toplar beýleki ýeke spermatozoidleri we gysga toplary tutup duran uzyn filamentlere öwrülýär (wideo 6). Akym haýallamaga başlanda, spermanyň uzyn liniýalary sperma liniýalarynyň toruny emele getirmäge başlaýar (wideo 7; surat 2).
Ýokary akym tizliginde (V > 33 µm/s), köp aýry sperma emele getirýän toplumlary tutup, akymyň süýşýän güýjüne has gowy garşylyk görkezmek synanyşygy hökmünde sapaklaryň spiral hereketleri güýçlenýär. Ýokary akym tizliginde (V > 33 µm/s), köp aýry sperma emele getirýän toplumlary tutup, akymyň süýşýän güýjüne has gowy garşylyk görkezmek synanyşygy hökmünde sapaklaryň spiral hereketleri güýçlenýär. При высокой скорости потока (V> 33 мкм / с) спиралевидные джжения нитей усиливаются, поскольку они пытаются пой миь множество отдельных спер аппозоидов, кредюющик пуччич потока. Ýokary akym tizliginde (V > 33 µm/s), sapakçalaryň spiral hereketi artýar, sebäbi olar köp aýry-aýry spermatozoidleri tutmaga synanyşýarlar we akymyň süýşýän güýjüne has gowy garşylyk görkezip bilýän toplumlary emele getirýärler.在高流速 (V> 33 µm / s) 时，螺纹的螺旋运动增加，以试图捕捉许多形成束的单个精子，从而更好地抵抗流动的漂移力。在 高 流速 (v> 33 µm / s) 时 ， 的 螺旋 漂移力。。。。。。。。。。 漂移力。。。。。。。。。。 漂移力。。。。。。。。。。 漂移力。。。。。。。。。。 漂移力。。。。。。。。。。 漂移力。。。。。。。。。。 漂移力。。。。。。。。。。 При высоких скоростях потока (V> 33 мкм / с) спиральное джжение нитей увеличивается в попатке захатить множество отдельных спер серозозоидов, обрующих пучки, ч кый лучче сопрочлч. Ýokary akym tizliginde (V > 33 µm/s), akymyň sürüş güýçlerine has gowy garşylyk görkezmek üçin köp aýry-aýry spermatozoidleri tutmak synanyşygynda filamentleriň spiral hereketi artýar.Şeýle hem, olar mikrokanallary gapdal diwarlara birikdirmäge synanyşdylar.
Sperma toplumlary ýagtylyk mikroskopiýasy (ÝM) arkaly sperma kelleleriniň we bükülýän guýruklaryň toparlary hökmünde kesgitlenildi. Dürli agregatlary bolan sperma toplumlary şeýle hem bükülýän kelleler we flagellýar agregatlar, köp sanly birleşen sperma guýruklary, guýruga birikdirilen sperma kelleleri we bükülýän ýadrolary bolan sperma kelleleri köp sanly birleşen ýadrolar hökmünde kesgitlenildi. Geçiriji elektron mikroskopiýasy (TEM). Skanirleýji elektron mikroskopiýasy (SEM) sperma toplumlarynyň sperma kelleleriniň örtülen agregatlarydygyny we sperma toplumlarynyň bolsa örtülen guýruklaryň birikdirilen toruny görkezýändigini görkezdi.
Spermatozoidleriň morfologiýasy we ultrastruktury, spermatozoidleriň toplumlarynyň emele gelmegi ýagtylyk mikroskopiýasyny (ýarym bölek), skanerleýji elektron mikroskopiýasyny (SEM) we transmission elektron mikroskopiýasyny (TEM) ulanyp öwrenildi, sperma mazlary akridin mämişi bilen boýaldy we epifluoresensiýa mikroskopiýasyny ulanyp barlandy.
Akridin apelsin reňki bilen sperma damjasynyň boýalmagy (3B surat) sperma başlarynyň bir-birine ýelmeşip, sekretor material bilen örtülendigini görkezdi, bu bolsa uly tüýjüleriň emele gelmegine getirdi (3D surat). Sperma toplumlary bir-birine ýelmeşip duran guýruklaryň ulgamy bolan sperma toplumlaryndan ybaratdy (4A-C surat). Sperma toplumlary bir-birine ýelmeşip duran köp spermanyň guýruklaryndan emele gelýär (4D surat). Syrlar (4E, F surat) sperma toplumlarynyň başlaryny örtdi.
Spermatozoidler toplumynyň emele gelmegi Fazaly kontrast mikroskopiýa we akridin mämişi reňki bilen boýalan sperma mazlary arkaly spermatozoidleriň kelleleriniň biri-birine ýapyşýandygy görkezildi. (A) Spermatozoidleriň irki emele gelmegi spermatozoidlerden (ak tegelek) we üç spermatozoidden (sary tegelek) başlaýar, spiral guýrukdan başlap, kellesinde gutarýar. (B) Akridin mämişi reňki bilen boýalan spermatozoid mazynyň fotomikrografiýasy ýapyşýan spermatozoidleriň kellelerini görkezýär (oklar). Bölünip çykýan zatlar kelleleri örtýär. Ulaldyş × 1000. (C) Mikrofluid kanalynda akym arkaly daşalýan uly şöhleleriň ösüşi (950 fps tizlikde ýokary tizlikli kamera ulanylyp). (D) Akridin mämişi reňki bilen boýalan spermatozoid mazynyň mikrografiýasy uly mazlary görkezýär (oklar). Ulaldyş: ×200.
Akridin mämişi bilen boýalan sperma şöhlesiniň we sperma mazynyň skanirleýji elektron mikrografiýasy. (A, B, D, E) spermatozoidleriň sanly reňkli skanirleýji elektron mikrografiýasydyr, C we F bolsa akridin mämişi bilen boýalan sperma mazlarynyň mikrografiýasydyr, olar bolsa kaudal toruny örtýän köp sanly spermatozoidleriň birikmegini görkezýär. (AC) Sperma agregatlary birikdirilen guýruklaryň ulgamy hökmünde görkezilýär (oklar). (D) Guýrugyň daşyna birnäçe spermatozoidleriň (ýelimleýji madda, gülgüne kontur, ok bilen) ýelmeşmegi. (E we F) Ýelimleýji material bilen örtülen sperma kellesi agregatlary (görkezijiler). Spermatozoidler birnäçe girdap ýaly gurluşly toplumlary emele getirdi (F). (C) ×400 we (F) ×200 ulaldyş.
Transmission elektron mikroskopiýasyny ulanyp, biz spermatozoidleriň birleşdirilen guýruklarynyň (6A, C suratlary), guýruklara birleşdirilen kelleleriniň (6B suratlary) ýa-da guýruklara birleşdirilen kelleleriniň (6D suratlary) bardygyny anykladyk. Bukjadaky spermatozoidleriň kelleleri egri bolup, iki ýadro sebitinde ýerleşýär (6D suratlary). Kesilen bukjada spermatozoidleriň iki ýadro sebitleri we köp sanly flagellýar sebitleri bolan burulgan kelleleri bardy (5A suratlary).
Spermatozoidleriň düwünçeginde birikdiriji guýruklary we spermatozoidleriň başlaryny birleşdirýän agglýutinasiýa materialyny görkezýän sanly reňkli elektron mikrografiýasy. (A) Köp sanly spermatozoidleriň birikdirilen guýrugy. Guýrugyň portret (ok) we peýzaž (ok) proýeksiýalarynda nähili görünýändigine üns beriň. (B) Spermatozoidleriň başy (ok) guýruga (ok) birikdirilen. (C) Birnäçe spermatozoidleriň guýrugy (ok) birikdirilen. (D) Agglýutinasiýa materialy (AS, gök) dört spermatozoidleriň başyny (benewşe) birleşdirýär.
Skanirleýji elektron mikroskopiýa arkaly sekresiýalar ýa-da membranalar bilen örtülen sperma toplumlaryndaky sperma başlaryny ýüze çykarmak mümkin boldy (6B surat), bu bolsa sperma toplumlarynyň öýjükara material bilen berkidilendigini görkezýär. Agglýutinirlenen material sperma kellesinde (meduza kellesi ýaly toplum; 5B surat) jemlendi we distal taýdan giňeldi, akridin mämişi reňki bilen boýalanda fluoresensiýa mikroskopiýasynda ajaýyp sary görnüş berdi (6C surat). Bu madda skanerleýji mikroskop astynda aýdyň görünýär we baglaýjy madda hasaplanýar. Ýarym inçe bölekler (5C surat) we akridin mämişi reňki bilen boýalan sperma damjalary dykyz ýerleşdirilen başlary we bükülýän guýruklary öz içine alýan sperma toplumlaryny görkezdi (5D surat).
Dürli usullary ulanyp, sperma başlarynyň we gatlanan guýruklaryň agregasiýasyny görkezýän dürli fotomikrograflar. (A) Iki bölekli ýadrosy (gök) we birnäçe flagellýar bölekleri (ýaşyl) bolan spiral sperma başyny görkezýän sperma bogunyň kese-kesiginiň sanly reňk geçiriş elektron mikrografiýasy. (B) Örtülen ýaly görünýän meduza ýaly sperma başlarynyň toplumyny (oklary) görkezýän sanly reňkli skanirleýji elektron mikrografiýasy. (C) Agregasiýa edilen sperma başlaryny (oklary) we bükülýän guýruklary (oklary) görkezýän ýarym inçe bölek. (D) Akridin mämişi bilen boýalan sperma mazynyň mikrografiýasy, sperma başlarynyň agregasiýalaryny (oklary) we bükülýän ýapyşýan guýruklary (oklary) görkezýär. Spermatozoidiň başyny ýapyşýan maddanyň (S) örtüp durandygyny belläň. (D) × 1000 ulaldyş.
Transmission elektron mikroskopiýasyny ulanmak arkaly (7A surat), sperma başlarynyň burulandygy we ýadrolaryň spiral şekillidigi hem bellenildi, bu bolsa akridin mämişi bilen boýalan we fluoresensiýa mikroskopiýasyny ulanmak arkaly barlanan sperma damjalary bilen tassyklanyldy (7B surat).
(A) Sanly reňk geçiriş elektron mikrografiýasy we (B) Akridin mämişi reňkli boýalan sperma çyzgysy, ol burulyp duran kelleleri we sperma kelleleriniň hem-de guýruklaryň birikmegini görkezýär (oklar). (B) × 1000 ulaldyş.
Gyzykly açyşlaryň biri, Şarkaziniň spermatozoidleriniň birleşip, hereketli filamentli bognlary emele getirmegidir. Bu bognlaryň häsiýetleri bize olaryň SST-de spermatozoidleriň siňdirilmeginde we saklanmagynda mümkin bolan roluny düşünmäge mümkinçilik berýär.
Jübütleşenden soň, spermatozoidler wagina girýär we güýçli saýlama prosesinden geçýär, netijede SST-e diňe çäkli sanly spermatozoid girýär15,16. Häzirki güne çenli spermatozoidleriň SST-e girmeginiň we çykmagynyň mehanizmleri belli däl. Guşçulykda spermatozoidler SST-de görnüşine baglylykda 2 hepdeden 10 hepde çenli uzak wagtlap saklanýar6. SST-de saklanýan spermanyň ýagdaýy barada jedeller dowam edýär. Olar hereketdemi ýa-da dynç alýarmy? Başgaça aýdylanda, spermatozoid öýjükleri SST-de öz ornuny şeýle uzak wagtlap nädip saklaýarlar?
Forman4 SST-niň ýerleşişiniň we çykarylmagynyň spermanyň hereketliligi bilen düşündirilip bilinjekdigini öňe sürdi. Awtorlar spermanyň SST epiteliýasy tarapyndan döredilen suwuklyk akymyna garşy ýüzmek arkaly öz ornuny saklaýandygyny we spermanyň tizligi energiýa ýetmezçiligi sebäpli yza hereket etmäge başlan nokadyndan aşak düşende SST-den çykarylýandygyny çaklaýarlar. Zaniboni5 SST epitelial öýjükleriniň apikal böleginde 2, 3 we 9 akwaporinleriniň bardygyny tassyklady, bu bolsa Foremanyň sperma saklamak modelini gytaklaýyn goldap biler. Häzirki gözlegde biz Şarkaşiniň spermatozoidleriniň ýarysynyň diýen ýaly akýan suwuklykda oňyn reologiýa görkezýändigini we agglýutinirlenen sperma toplumlarynyň oňyn reologiýa görkezýän spermatozoidleriň sanyny köpeltýändigini, ýöne agglýutinasiýa olary haýalladýandygyny anykladyk. Sperma öýjükleriniň guşuň fallopiýa turbasyndan döllenme ýerine nähili hereket edýändigi doly düşünilip bilinmeýär. Süýt emdirijilerde follikulýar suwuklyk hemimo spermatozoidleri özüne çekýär. Şeýle-de bolsa, himioattraktantlaryň spermatozoidleri uzak aralyklara golaýlaşdyrmaga gönükdirýändigine ynanýarlar7. Şonuň üçin sperma daşamak üçin başga mehanizmler hem jogapkärdir. Spermanyň jübütleşmeden soň bölünip çykýan fallopiýa turbasynyň suwuklygyna garşy ugur alyp, akyp bilmek ukybynyň syçanlarda spermany nyşana almakda esasy faktor bolup durýandygy habar berildi. Parker 17 spermatozoidleriň guşlarda we süýrenijilerde kirpikli akyma garşy ýüzmek arkaly ýumurtga ýollaryndan geçýändigini aýtdy. Guşlarda tejribe arkaly görkezilmedik bolsa-da, Adolphi18 ilkinji bolup, guş spermasynyň örtük bilen slaýdyň arasyndaky inçe suwuklyk gatlagy filtr kagyzynyň zolagy bilen döredilende oňyn netijeleri berýändigini anyklady. Reologiýa. Hino we Yanagimachi [19] syçanyň ýumurtgalygy-truba-ýatgy toplumyny perfuzion halkasyna ýerleşdirdiler we fallopiýa turbalaryndaky suwuklygyň akymyny göz öňüne getirmek üçin isthmusa 1 µl syýa inýeksiýa etdiler. Olar fallopiýa turbasynda gysgalma we boşalmanyň örän işjeň hereketini gördüler, onda ähli syýa toplary fallopiýa turbasynyň ampulasyna tarap yzygiderli hereket edýärdi. Awtorlar sperma göterilmegi we döllenmegi üçin aşaky fallop turbalaryndan ýokarky fallop turbalaryna suwuklygyň akymynyň möhümdigini nygtaýarlar. Brillard20 towuklarda we hindilerde spermatozoidleriň saklanýan waginal girişinden, saklanýan utero-waginal birleşmä işjeň hereket arkaly göçýändigini habar berdi. Şeýle-de bolsa, bu hereket utero-waginal birleşme bilen infundibulumyň arasynda zerur däl, sebäbi spermatozoidler passiw göçüriş arkaly daşalýar. Bu öňki teklipleri we häzirki gözlegde alnan netijeleri bilmek bilen, spermatozoidleriň ýokarda hereket etmek ukybynyň (reologiýa) saýlama prosesiniň esaslanýan häsiýetleriniň biridigini çaklap bolýar. Bu spermatozoidleriň waginadan geçmegini we saklamak üçin CCT-e girmegini kesgitleýär. Forman4-iň teklip edişi ýaly, bu spermatozoidleriň belli bir wagtlap SST-e we onuň ýaşaýyş ýerine girmegi we soňra tizligi peselip başlanda çykmagy prosesini hem ýeňilleşdirip biler.
Beýleki tarapdan, Matsuzaki we Sasanami 21 guş spermatozoidleriniň erkek we aýal reproduktiw ýollarynda hereketlilik üýtgemelerine sezewar bolýandygyny öňe sürdüler. SST-de ýaşaýan spermatozoidleriň hereketliliginiň basylyp saklanmagy, spermanyň uzak wagtlap saklanmagyny we SST-den çykandan soň täzelenmegini düşündirmek üçin teklip edildi. Gipoksik şertlerde Matsuzaki we beýlekiler 1 SST-de laktatyň ýokary öndürilişini we bölünip çykarylýandygyny habar berdiler, bu bolsa ýaşaýan spermatozoidleriň hereketliliginiň basylyp saklanmagyna getirip biler. Bu ýagdaýda, sperma reologiýasynyň ähmiýeti spermatozoidleriň saklanyşynda däl-de, olaryň saýlanyşynda we siňdirilişinde görkezilýär.
Sperma agglýutinasiýa nusgasy SST-de spermanyň uzak saklanmagynyň mümkin düşündirişi hasaplanýar, sebäbi bu towuklarda spermanyň saklanmagynyň umumy nusgasydyr2,22,23. Bakst we beýlekiler 2 spermanyň köpüsiniň biri-birine ýapyşyp, fassikulýar agregatlary emele getirýändigini we bildirçinleriň CCM-de ýeke spermanyň seýrek duş gelýändigini bellediler. Beýleki tarapdan, Wen we beýlekiler 24 towuklarda SST boşlugynda has köp dargan sperma we az sperma toplaryny synladylar. Bu synlara esaslanyp, sperma agglýutinasiýa meýiliniň guşlar we şol bir ejakulýatdaky spermalaryň arasynda tapawutlanýandygyny çaklap bolýar. Mundan başga-da, Wan Kreý we beýlekiler 9 agglýutinirlenen spermanyň tötänleýin dissosiasiýasynyň spermanyň fallopiýa turbasynyň boşlugyna ýuwaş-ýuwaşdan girmegine sebäp bolýandygyny aýtdylar. Bu gipoteza görä, agglýutinasiýa ukyby pes bolan sperma ilki SST-den çykarylmaly. Şu kontekstde, spermatozoidleriň agglýutinasiýa ukyby hapa guşlarda sperma bäsdeşliginiň netijesine täsir edýän faktor bolup biler. Mundan başga-da, agglýutinasiýa edilen sperma näçe uzak wagtlap bölünse, şonça-da köp wagtlap döllenmek ukyby saklanýar.
Spermatozoidleriň agregasiýasy we toplumlara birleşmegi birnäçe gözleglerde synlanylsa-da2,22,24, SST-däki kinematik gözegçilikleriniň çylşyrymlylygy sebäpli olar jikme-jik beýan edilmedi. In vitro spermatozoid agglýutinasiýasyny öwrenmek üçin birnäçe synanyşyk edildi. Inçe sim asylýan tohum damjasyndan aýrylanda giň, ýöne wagtlaýyn agregasiýa synlanyldy. Bu bolsa, tohum mäzine meňzeýän uzyn köpügiň damjadan çykyp durmagyna getirýär. 3D çäklendirmeleri we gysga damja guradyş wagty sebäpli tutuş blok çalt zaýalandy9. Häzirki gözlegde, Şarkaşi towuklaryny we mikrofluidik çipleri ulanyp, bu tüýleriň nähili emele gelýändigini we nähili hereket edýändigini düşündirip bildik. Spermat toplumlary sperma ýygnalandan soň derrew emele geldi we spiral görnüşinde hereket edýändigi, akymda bolanda oňyn reologiýany görkezýändigi anyklandy. Mundan başga-da, makroskopik taýdan seredilende, spermatozoid toplumlarynyň izolýasiýa edilen spermatozoidlere garanyňda hereketliligiň çyzyklylygyny artdyrýandygy synlanyldy. Bu, SST-den öň sperma agglutinasiýasynyň bolup biljekdigini we sperma önümçiliginiň öňki teklip edilişi ýaly (Tingari we Lake12) stress sebäpli kiçi bir meýdan bilen çäklenmändigini görkezýär. Tüýjüme emele gelende, spermatozoidler birleşýänçä sinhron ýagdaýda ýüzýärler, soňra olaryň guýruklary biri-biriniň daşyna saralýar we spermatozoidiň başy erkin galýar, ýöne guýruk we spermatozoidiň distal bölegi ýapyşýan madda bilen birleşýär. Şonuň üçin, baglaýjynyň erkin başy hereket üçin jogapkär bolup, baglaýjynyň galan bölegini süýräp durýar. Sperma toplumlarynyň skanerlenen elektron mikroskopiýasynda köp ýapyşýan material bilen örtülen birikdirilen sperma başlary görkezildi, bu bolsa sperma başlarynyň dynç alyş toplumlarynda birikdirilendigini görkezýär, bu bolsa saklanýan ýere (SST) ýetenden soň bolup geçmegi mümkin.
Spermanyň mazasy akridin mämişi bilen boýalanda, sperma öýjükleriniň töweregindäki hüjrearadan daşary ýelmeşýän materialy fluoressent mikroskop astynda görmek bolýar. Bu madda sperma boglarynyň daş-töweregindäki islendik ýüzlere ýa-da bölejiklere ýapyşmagyna we ýapyşmagyna mümkinçilik berýär, şonuň üçin olar daş-töweregindäki akym bilen süýşmezler. Şeýlelik bilen, biziň gözegçiliklerimiz spermanyň hereketli boglar görnüşinde ýelmeşmeginiň roluny görkezýär. Olaryň akymyň garşysyna ýüzmek we golaýdaky ýüzlere ýapyşmak ukyby spermanyň SST-de has uzak galmagyna mümkinçilik berýär.
Rothschild25 suspenziýanyň damjasynda mal spermasynyň suwda ýerleşýän paýlanyşyny öwrenmek üçin gemositometriýa kamerasyny ulandy we mikroskopyň dik we gorizontal optik oklary bolan kamera arkaly fotomikrograflar aldy. Netijeler spermatozoidleriň kameranyň ýüzüne çekilýändigini görkezdi. Awtorlar sperma bilen ýüzüň arasynda gidrodinamik özara täsirleriň bolup biljekdigini çaklaýarlar. Muny, şeýle hem Sharkashi jüýje spermasynyň ýapyşykly tüýjüjikleri emele getirmek ukybyny göz öňünde tutup, spermanyň SST diwaryna ýapyşmagynyň we uzak wagtlap saklanmagynyň ähtimallygyny ýokarlandyryp biler.
Bccetti we Afzeliu26 sperma glikokaliksyň gametleri tanamak we agglýutinasiýa üçin zerurdygyny habar berdiler. Forman10 guş spermasyny neýraminidaza bilen işläp, glikoprotein-glikolipid örtüklerinde α-glikozidik baglanyşyklaryň gidroliziniň spermanyň hereketliligine täsir etmezden, döllenmegiň peselmegine getirýändigini belledi. Awtorlar neýraminidazanyň glikokaliks täsiriniň ýatgy-waginal birleşmesinde spermanyň saklanmagyna päsgel berýändigini we şonuň bilen döllenmegi peseldýändigini aýdýarlar. Olaryň gözegçilikleri neýraminidaza bejergisiniň spermanyň we oositiň tanalmagyny peseldip biljekdigini gözardy edip bilmez. Forman we Engel10 towuklar neýraminidaza bilen işläp bejerilen sperma bilen waginal usulda tohumlandyrylanda döllenmegiň peselýändigini anykladylar. Şeýle-de bolsa, neýraminidaza bilen işläp bejerilen sperma bilen IVF gözegçilik towuklaryna garanyňda döllenmäge täsir etmedi. Awtorlar sperma membranasynyň töweregindäki glikoprotein-glikolipid örtüginiň üýtgeşmeleriniň spermanyň ýatgy-waginal birleşmesinde saklanmagyna päsgel bermek arkaly spermanyň döllenmek ukybyny peseldýändigini, bu bolsa öz gezeginde ýatgy-waginal birleşmesiniň tizligi sebäpli spermanyň ýitgisini artdyrýandygyny, ýöne spermanyň we ýumurtganyň tanalmagyna täsir etmeýändigini netije çykardylar.
Hindilerde Bakst we Bauchan 11 SST-niň boşlugynda kiçijik wezikulalary we membran böleklerini tapdylar we bu granulalaryň käbiriniň sperma membranasy bilen birleşendigini gördüler. Awtorlar bu gatnaşyklaryň SST-de spermatozoidleriň uzak wagtlap saklanmagyna goşant goşup biljekdigini çaklaýarlar. Şeýle-de bolsa, ylmy işgärler bu bölejikleriň çeşmesini anyklamadylar, olaryň CCT epitelial öýjükleri tarapyndan bölünip çykarylýandygyny, erkekleriň köpeliş ulgamy tarapyndan öndürilýändigini we bölünip çykarylýandygyny ýa-da spermanyň özi tarapyndan öndürilýändigini. Şeýle hem, bu bölejikler agglýutinasiýa üçin jogapkärdir. Grützner we beýlekiler27 epididimal epitelial öýjükleriň bir gözenekli tohum ýollarynyň emele gelmegi üçin zerur bolan belli bir belogy öndürýändigini we bölüp çykarýandygyny habar berdiler. Awtorlar şeýle hem bu toplumlaryň ýaýramagynyň epididimal beloklaryň özara täsirine baglydygyny habar berdiler. Nikson we beýlekiler28 adneksalaryň kislotaly sisteine ​​baý osteonektin belogyny bölüp çykarýandygyny anykladylar; SPARC gysga tumşukli ehidnalarda we platypuslarda sperma toplarynyň emele gelmegine gatnaşýar. Bu şöhleleriň saçramagy bu belogyň ýitmegi bilen baglanyşyklydyr.
Häzirki gözlegde elektron mikroskopiýasyny ulanyp geçirilen ultrastruktur seljermesi spermatozoidleriň köp mukdarda dykyz materiala ýapyşandygyny görkezdi. Bu maddalaryň ýapyşýan kelleleriň arasynda we töwereginde kondensasiýa bolýan, ýöne guýruk sebitinde has pes konsentrasiýada bolýan agglýutinasiýa üçin jogapkärdigi çak edilýär. Biz bu agglýutinasiýa edýän maddanyň erkekleriň köpeliş ulgamyndan (epididimis ýa-da vas deferens) sperma bilen bilelikde çykarylýandygyny çaklaýarys, sebäbi biz spermanyň ejakulýasiýa wagtynda limfa we sperma plazmasyndan aýrylýandygyny köplenç görýäris. Guş spermatozoidleriniň epididimisden we vas deferensden geçende, olaryň beloklary birikdirmek we plazma lemmasy bilen baglanyşykly glikoproteinleri almak ukybyny goldaýan ýetişme bilen baglanyşykly üýtgeşmelere sezewar bolýandygy habar berildi. Bu beloklaryň SST-de ýerleşýän sperma membranalarynda saklanmagy, bu beloklaryň sperma membranasynyň durnuklylygyny 30 gazanmaga we olaryň döllenmegini kesgitlemäge täsir edip biljekdigini görkezýär 31. Ahhammad we beýlekiler32 erkekleriň köpeliş ulgamynyň dürli böleklerinden (ýumşaklyklardan distal damarlara çenli) alnan spermatozoidleriň, saklamak temperaturasyna garamazdan, suwuklyk saklanýan şertlerde ýaşaýş ukybynyň yzygiderli ýokarlanýandygyny we emeli tohumlandyrmadan soň towuklaryň ýaşaýş ukybynyň fallopiýa turbalarynda hem ýokarlanýandygyny habar berdiler.
Şarkaşi towuk sperma toplary ýehidnalar, platypuslar, agaç syçanlary, keýik syçanlary we deňiz doňuzlary ýaly beýleki görnüşlerden tapawutly häsiýetlere we funksiýalara eýedir. Şarkasi towuklarynda sperma toplarynyň emele gelmegi ýeke sperma bilen deňeşdirilende olaryň ýüzmek tizligini peseltdi. Şeýle-de bolsa, bu toplar reologiki taýdan oňyn spermalaryň göterimini artdyrdy we spermalaryň dinamiki gurşawda özlerini durnuklaşdyrmak ukybyny ýokarlandyrdy. Şeýlelik bilen, netijelerimiz SST-de sperma agglutinasiýasynyň spermanyň uzak möhletli saklanmagy bilen baglanyşyklydygy baradaky öňki teklibi tassyklaýar. Şeýle hem, spermalaryň toplary emele getirmek meýiliniň SST-de sperma ýitgisiniň tizligini dolandyryp biljekdigini, bu bolsa sperma bäsleşiginiň netijesini üýtgedip biljekdigini çaklaýarys. Bu çaklama görä, agglutinasiýa ukyby pes bolan sperma ilki SST-ni çykarýar, agglutinasiýa ukyby ýokary bolan sperma bolsa nesliň köpüsini öndürýär. Bir gözenekli sperma toplarynyň emele gelmegi peýdalydyr we ene-ata gatnaşygyna täsir edýär, ýöne başga bir mehanizm ulanýar. Ýehidnalarda we platypuslarda spermatozoidler şöhleleriň öňe hereketini ýokarlandyrmak üçin biri-birine parallel ýerleşýär. Ýehidnalaryň toplumy ýeke spermatozoidlerden üç esse çalt hereket edýär. Ehidnalarda şeýle spermatozoidleriň emele gelmeginiň agdyklyk etmegi saklamak üçin ewolýusiýa uýgunlaşmasy bolandygyna ynanýarlar, sebäbi dişiler jynsy gatnaşykda bolýarlar we adatça birnäçe erkek bilen jübütleşýärler. Şonuň üçin dürli eýakulýatlardan gelen spermatozoidler ýumurtganyň döllenmegi üçin güýçli bäsleşýärler.
Şarkazi towuklarynyň agglýutinirlenen spermatozoidlerini faza kontrast mikroskopiýasyny ulanmak arkaly göz öňüne getirmek aňsat, bu bolsa spermatozoidleriň in vitro hereketini aňsatlyk bilen öwrenmäge mümkinçilik berýändigi üçin peýdaly hasaplanýar. Şarkazi towuklarynda sperma tüýjüginiň emele gelmeginiň mehanizmi, käbir plasenta süýdemdirijilerinde, meselem, agaç syçanlarynda bolşy ýaly hyzmatdaşlykly sperma hereketini görkezýän mehanizmden tapawutlanýar, bu ýerde käbir spermatozoidler ýumurtgalara ýetýär we beýleki garyndaş şahslaryň ýumurtgalaryna ýetip, olara zyýan ýetirmegine kömek edýär. özüňi subut etmek üçin. altruistik hereket. Öz-özüni tohumlandyrmak 34. Spermatozoidlerde hyzmatdaşlykly hereketiň başga bir mysaly, keýik syçanlarynda tapyldy, bu ýerde spermatozoidler genetiki taýdan iň baglanyşykly spermatozoidleri kesgitläp we birleşip, gatnaşyksyz spermatozoidlere garanyňda tizligini ýokarlandyrmak üçin hyzmatdaşlyk toparlaryny döredip bilýärdiler35.
Bu gözlegde alnan netijeler Fomanyň SWS-de spermatozoidleriň uzak wagtlap saklanmagy baradaky teoriýasyna ters gelmeýär. Barlagçylar spermatozoidleriň SST-ni örtýän epitelial öýjükleriň akymynda uzak wagtlap hereket etmegini dowam etdirýändigini we belli bir wagtdan soň spermatozoidleriň energiýa gorlarynyň azalýandygyny, netijede tizligiň peselýändigini, bu bolsa kiçi molekulýar agramly maddalaryň çykarylmagyna mümkinçilik berýändigini habar berýärler. SST-niň boşlugyndan suwuklygyň akymy bilen spermatozoidleriň energiýasy Fallopiýa turbasynyň boşlugy. Häzirki gözlegde biz ýeke spermatozoidleriň ýarysynyň akýan suwuklyklara garşy ýüzmek ukybyny görkezýändigini we olaryň bogunda ýapyşmagynyň oňyn reologiýany görkezmek ukybyny artdyrandygyny gördük. Mundan başga-da, biziň maglumatlarymyz SST-de laktat bölünip çykmagynyň artmagynyň ýerli spermatozoidleriň hereketini peseldip biljekdigini habar beren Matsuzaki we beýlekileriň maglumatlary bilen gabat gelýär. Şeýle-de bolsa, biziň netijelerimiz SST-de öz hereketlerini düşündirmek üçin mikrokanalyň içinde dinamiki gurşawyň bolmagynda spermatozoidleriň hereketli baglaýjylarynyň emele gelmegini we olaryň reologiki özüni alyp barşyny beýan edýär. Geljekki barlaglar agglýutinasiýa ediji serişdesiniň himiki düzümini we gelip çykyşyny kesgitlemäge gönükdirilip bilner, bu bolsa, şübhesiz, ylmy işgärlere suwuk spermany saklamagyň we göwrelilik döwrüni uzaltmagyň täze usullaryny işläp düzmäge kömek eder.
Bu gözlegde sperma donorlary hökmünde 30 hepdelik on bäş sany ýalaňaç boýunly erkek şarkasi (gomozigot dominant; Na Na) saýlandy. Guşlar Müsüriň Aşit gubernatorlygynyň Aşit uniwersitetiniň oba hojalyk fakultetiniň ylmy-barlag guşçulyk fermasynda ösdürilip ýetişdirildi. Guşlar aýratyn torlarda (30 x 40 x 40 sm) saklandy, ýagtylyk maksatnamasyna (16 sagat ýagtylyk we 8 sagat garaňkylyk) sezewar edildi we her biri 160 g çig belok, 2800 kkal metabolizasiýa energiýasy, 35 g kalsiý bolan iýmit bilen iýmitlendirildi. Iýmitiň her kilogramyna 5 gram elýeterli fosfor berildi.
36, 37-nji maglumatlara görä, erkeklerden sperma garyn massažy arkaly ýygnaldy. 15 erkekden 3 günüň dowamynda jemi 45 sperma nusgasy ýygnaldy. Sperma (n = 15/gün) derrew 1:1 (g:g) gatnaşygynda Belsville guşçulyk sperma eritijisi bilen suwlandyryldy, onuň düzüminde kaliý difosfat (1.27 g), mononatriý glutamat monohidrat (0.867 g), fruktoza (0.5 gün) suwsuz natriý asetat (0.43 g), tris(gidroksimetil)aminometan (0.195 g), kaliý sitrat monohidrat (0.064 g), kaliý monofosfat (0.065 g), magniý hlorid (0.034 g) we H2O (100 ml) bar, pH = 7, 5, osmolýarlyk 333 mOsm/kg38. Suwuklandyrylan sperma nusgalary ilki spermanyň hiliniň (çyglylygynyň) gowy bolmagyny üpjün etmek üçin ýagtylyk mikroskopy astynda barlandy we soňra ýygnalandan soň ýarym sagadyň içinde ulanylýança 37°C suw wannasynda saklandy.
Spermatozoidleriň kinematikasy we reologiýasy mikrofluidik enjamlar ulgamy arkaly beýan edilýär. Spermatozoidleriň nusgalary Beltswil guş spermasyny eridijide 1:40-a çenli eredildi, mikrofluidik enjama ýüklendi (aşakda serediň) we kinetiki parametrler mikrofluidikleriň häsiýetlendirilmegi üçin öň işlenip düzülen kompýuterleşdirilen sperma seljermesi (CASA) ulgamy arkaly kesgitlenildi. Suwuk gurşawda spermatozoidleriň hereketliligi barada (Mehaniki inženerçilik bölümi, Inženerçilik fakulteti, Assiut uniwersiteti, Müsür). Plagin şu salgydan göçürip alyp bolýar: http://www.assiutmicrofluidics.com/research/casa39. Egri tizlik (VCL, μm/s), çyzykly tizlik (VSL, μm/s) we ortaça traektoriýa tizligi (VAP, μm/s) ölçeldi. Spermatozoidleriň wideolary Tucson ISH1000 kamerasyna 30 fps tizlikde 3 sekuntlap ​​birikdirilen ters Optika XDS-3 fazaly kontrast mikroskopy (40x obýektiwli) arkaly düşürildi. CASA programma üpjünçiligini ulanyp, her nusga üçin azyndan üç meýdany we 500 sperma traýektoriýasyny öwreniň. Ýazgy edilen wideo öýde ýasalan CASA arkaly işlenildi. CASA plaginindäki hereketliligiň kesgitlemesi spermanyň suwuň akym tizligine deňeşdirilende ýüzmek tizligine esaslanýar we gapdaldan gapdala hereket ýaly beýleki parametrleri öz içine almaýar, sebäbi bu suwuklyk akymynda has ygtybarly bolup çykdy. Reologiki hereket sperma öýjükleriniň suwuklyk akymynyň ugruna garşy hereketi hökmünde düşündirilýär. Reologiki häsiýetlere eýe bolan spermatozoalar hereketli spermatozoalaryň sanyna bölündi; dynçlyk ýagdaýynda bolan we konwektiw hereket edýän spermatozoalar sanalmazdan çykaryldy.
Ulanylan ähli himiki maddalar, başgaça görkezilmedik bolsa, Elgomhoria Pharmaceuticals (Kair, Müsür) kompaniýasyndan alyndy. Enjam El-sherry we beýlekiler tarapyndan beýan edilişi ýaly käbir üýtgetmeler bilen öndürildi. 40. Mikrokanallary öndürmek üçin ulanylan materiallar aýna plitalardan (Howard Glass, Worcester, MA), SU-8-25 negatiw garşylykly (MicroChem, Newton, CA), diaseton spirtinden (Sigma Aldrich, Steinheim, Germaniýa) we poliasetondan ybaratdy. -184, Dow Corning, Midland, Michigan). Mikrokanallar ýumşak litografiýa arkaly öndürilýär. Ilki bilen, ýokary çözgütli printerde (Prismatic, Kair, Egypt and Pacific Arts and Design, Markham, ON) islenýän mikrokanal dizaýny bolan aýdyň gorag ýüz maskasy çap edildi. Ustalar substrat hökmünde aýna plitalardan ulanylyp ýasaldy. Plitalar asetonda, izopropanolda we deionlaşdyrylan suwda arassalandy we soňra aýlaw örtügi arkaly (3000 aýlaw/minut, 1 minut) 20 µm SU8-25 gatlagy bilen örtüldi. Soňra SU-8 gatlaklary ýuwaşlyk bilen guradyldy (65°C, 2 minut we 95°C, 10 minut) we 50 sekuntlap ​​UV şöhlelenmesine sezewar edildi. Açyk SU-8 gatlaklaryny özara baglanyşdyrmak üçin 65°C we 95°C-da 1 minut we 4 minutlap bişirildi, soňra diaseton spirtinde 6,5 minutlap işläp çykaryldy. SU-8 gatlagyny has-da berkeltmek üçin waflileri gaty bişirildi (200°C, 15 minut).
PDMS monomer we gatylaşdyryjyny 10:1 agram gatnaşygynda garyşdyrmak arkaly taýýarlanyldy, soňra wakuum eksikatorynda gazsyzlandyryldy we SU-8 esasy çarçuwasyna guýuldy. PDMS peçde (120°C, 30 minut) guratyldy, soňra kanallar kesildi, esasydan aýryldy we turbalaryň mikrokanalyň giriş we çykyşyna berkidilmegi üçin deşildi. Ahyrsoňy, PDMS mikrokanallary başga ýerde beýan edilişi ýaly, portatiw korona prosessory (Electro-Technic Products, Çikago, IL) arkaly mikroskop slaýdlaryna hemişelik berkidildi. Bu gözlegde ulanylan mikrokanalyň ölçegi 200 µm × 20 µm (W × H) we uzynlygy 3,6 sm.
Mikrokanalyň içinde gidrostatik basyş bilen döreýän suwuklyk akymy, giriş rezerwuaryndaky suwuklyk derejesini çykyş rezerwuaryndaky Δh39 beýiklik tapawudyndan ýokary saklamak arkaly gazanylýar (1-nji surat).
Bu ýerde f sürtülme koeffisiýenti bolup, gönüburçly kanaldaky laminar akym üçin f = C/Re hökmünde kesgitlenýär, bu ýerde C kanalyň aspekt gatnaşygyna baglylykda sabit ululyk, L mikrokanalyň uzynlygy, Vav mikrokanalyň içindäki ortaça tizlik, Dh kanalyň gidrawliki diametri, g – agyrlyk güýjüniň tizlenmesi. Bu deňleme arkaly kanalyň ortaça tizligini aşakdaky deňleme arkaly hasaplap bolýar: