Nature.com сайтына кергәнегез өчен рәхмәт. Сез куллана торган браузер версиясендә CSS ярдәме чикләнгән. Иң яхшы тәҗрибә өчен, без сезгә яңартылган браузер кулланырга киңәш итәбез (яки Internet Explorer'да туры килүчәнлек режимын сүндерегез). Шуңа кадәр, ярдәмне дәвам итү өчен, без сайтны стильләрсез һәм JavaScriptсыз күрсәтәчәкбез.
Кошларның уңдырышлылыгы аларның сперма саклау каналчыкларында (SST) озак вакыт җитәрлек күләмдә яшәүчән сперма саклау сәләтенә бәйле. Сперматозоидларның SSTга керү, анда яшәү һәм чыгу механизмы бәхәсле булып кала. Шаркаси тавыкларының спермалары агглютинациягә югары омтылыш күрсәттеләр, күп күзәнәкләрдән торган хәрәкәтчән җепсыман бәйләмнәр барлыкка китерделәр. Тонык булмаган фаллопий каналында сперматозоидларның хәрәкәтчәнлеген һәм тәртибен күзәтү кыен булганлыктан, без сперма агглютинациясен һәм хәрәкәтчәнлеген өйрәнү өчен сперманыкы кебек микроканал кисемтәле микрофлюидик җайланма кулландык. Бу тикшеренүдә сперма бәйләмнәренең ничек барлыкка килүе, ничек хәрәкәт итүе һәм SSTда сперманың яшәү вакытын озайтудагы мөмкин булган роле карала. Без сперма тизлеген һәм гидростатик басым белән микрофлюидик канал эчендә сыеклык агымы барлыкка килгәндә реологик тәртибен тикшердек (агым тизлеге = 33 мкм/с). Сперматозоидлар агымга каршы йөзәргә омтыла (уңай реология) һәм сперматозоидлар бәйләменең тизлеге аерым сперматозоидлар белән чагыштырганда сизелерлек кими. Сперматозоидлар бәйләмнәренең спираль буенча хәрәкәт итүе һәм күбрәк аерым сперматозоидлар җыелган саен озынлыгы һәм калынлыгы артуы күзәтелгән. Сперматозоидлар бәйләмнәренең микрофлюидик каналларның ян стеналарына якынлашуы һәм ябышуы күзәтелде, бу сыеклык агымы тизлеге > 33 мкм/с белән капланмаска ярдәм итте. Сперматозоидлар бәйләмнәренең микрофлюидик каналларның ян стеналарына якынлашуы һәм ябышуы күзәтелде, бу сыеклык агымы тизлеге > 33 мкм/с белән капланмаска ярдәм итте. Было замечено, что пучки спер узозоидов приближаются и прилипают к боковым чаркам мффлюидных кананов, ч чы избежать сметания со скоростью потока жидкости> 33 мкм / с. Сперматозоидлар бәйләмнәренең микрофлюидик каналларның ян стеналарына якынлашуы һәм ябышуы күзәтелгән, бу сыеклык агымы тизлеге >33 мкм/с булганда, аларның агып китүен булдырмас өчен эшләнә.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 узозоидов приближаются и прилипают к боковым чаркам моржидкостного канала, ч чы избежать сметания потоком жидкости со секоростью> 33 мкм / с. Сперматозоидлар бәйләмнәренең микрофлюидик каналның ян стеналарына якынлашуы һәм ябышуы күзәтелгән, бу сыеклык агымы >33 мкм/с тизлектә аны алып китмәсен өчен кирәк.Сканерлау һәм трансмиссия электрон микроскопиясе сперма бәйләмнәренең тыгыз материал белән тәэмин ителгәнлеген күрсәтте. Алынган мәгълүматлар Шаркази тавыгы спермаларының уникаль хәрәкәтчәнлеген, шулай ук ​​спермаларның агглютинацияләнү һәм хәрәкәтчән бәйләмнәр формалаштыру сәләтен күрсәтә, бу исә спермаларның SMTда озак вакыт саклануын яхшырак аңларга ярдәм итә.
Кешеләрдә һәм күпчелек хайваннарда аталануга ирешү өчен, сперма һәм йомыркалар аталану урынына кирәкле вакытта килеп җитәргә тиеш. Шуңа күрә парлашу овуляция алдыннан яки вакытында булырга тиеш. Икенче яктан, кайбер имезүчеләр, мәсәлән, этләр, шулай ук ​​бөҗәкләр, балыклар, сөйрәлүчеләр һәм кошлар кебек имезүче булмаган төрләр, йомыркалары аталануга әзер булганчы (асинхрон аталану 1), үзләренең репродуктив органнарында сперма саклыйлар. Кошлар йомыркаларны аталандыруга сәләтле спермаларның яшәүчәнлеген 2-10 атна дәвамында саклый алалар2.
Бу кошларны башка хайваннардан аерып торган үзенчәлек, чөнки ул берничә атна дәвамында берьюлы парлашу һәм овуляция булмыйча, берьюлы орлыкландырудан соң аталану ихтималын югары бәяли. Сперматозоидларны саклаучы төп орган, сперма саклаучы каналчык (SST), аналык-вагиналь тоташу урынындагы эчке лайлалы катламнарда урнашкан. Бүгенге көнгә кадәр сперматозоидларның сперма банкына керү, яшәү һәм чыгу механизмнары тулысынча аңлашылмаган. Элегрәк үткәрелгән тикшеренүләргә нигезләнеп, күп гипотезалар тәкъдим ителде, ләкин аларның берсе дә расланмады.
Forman4, спермаларның SST эпителий күзәнәкләрендә урнашкан аксым каналлары аша сыеклык агымы юнәлешенә каршы өзлексез тирбәнешле хәрәкәт аша SST куышлыгында яшәүләрен саклыйлар дип фаразлады (реология). SST люменында сперманы тоту өчен кирәкле даими флагелляр активлык аркасында АТФ кими, һәм хәрәкәтчәнлек ахыр чиктә сперма сыеклык агымы белән сперма банкыннан чыгарылганчы һәм сперманы аталандыру өчен күтәрелүче фаллопий көпшәсе буйлап яңа сәяхәт башлаганчы кими. Йомырка (Forman4). Сперманы саклауның бу моделе SST эпителий күзәнәкләрендә булган 2, 3 һәм 9 аквапориннарын иммуноцитохимия ярдәмендә ачыклау белән раслана. Бүгенге көнгә кадәр тавык спермасының реологиясе һәм аның SST саклаудагы роле, вагиналь сперма сайлау һәм сперма конкуренциясе буенча тикшеренүләр җитәрлек түгел. Тавыкларда сперма табигый парлашудан соң вагинага керә, ләкин парлашудан соң күп тә үтми сперматозоидларның 80% тан артыгы вагинаттан чыгарыла. Бу кошларда сперма сайлау өчен вагинаның төп урын булуын күрсәтә. Моннан тыш, вагинада аталандырылган сперматозоидларның 1% тан кимрәге SSTs2 га эләгә дип хәбәр ителә. Вагинада чебиләрне ясалма орлыкландыру вакытында, SST га җиткән сперматозоидлар саны орлыкландырудан соң 24 сәгатьтән соң арта. Әлегә бу процесс вакытында сперматозоидлар сайлау механизмы ачык түгел, һәм сперматозоидларның хәрәкәтчәнлеге SST спермаларын үзләштерүдә мөһим роль уйнарга мөмкин. Фаллопий көпшәләренең калын һәм тонык стеналары аркасында, кошларның фаллопий көпшәләрендә сперматозоидларның хәрәкәтчәнлеген турыдан-туры күзәтү авыр. Шуңа күрә, бездә аталандырудан соң сперматозоидларның SST га ничек күчүе турында төп белемнәр юк.
Реология соңгы вакытта имезүчеләрнең җенес органнарында сперматозоидлар ташуны контрольдә тотучы мөһим фактор буларак танылды. Хәрәкәтчән сперматозоидларның каршы агымга миграцияләү сәләтенә нигезләнеп, Заферани һ.б. corra микрофлюидик системасын кулланып, хәрәкәтчән сперматозоидларны сперма үрнәкләреннән пассив рәвештә аердылар. Сперманы сортлауның бу төре медицина бала тапмауны дәвалау һәм клиник тикшеренүләр өчен бик мөһим, һәм ул вакыт һәм хезмәт таләп итә торган һәм сперматозоидлар морфологиясенә һәм структура бөтенлегенә зыян китерә торган традицион ысулларга караганда өстенлеклерәк. Ләкин, бүгенге көнгә кадәр тавыкларның җенес органнарыннан бүленеп чыгарылган матдәләрнең сперма хәрәкәтенә йогынтысы турында бернинди тикшеренүләр дә үткәрелмәгән.
SSTда сперманың саклану механизмына карамастан, күп кенә тикшеренүчеләр резидент сперматозоидларның 9, 10 тавыкларның, 2 бөднә һәм 11 күркәләрнең SSTда баш-башка агглютинацияләнүен һәм агглютинацияләнгән сперматозоидлар бәйләмнәрен барлыкка китерүен күзәткәннәр. Авторлар бу агглютинация белән SSTда сперманың озак вакыт саклануы арасында бәйләнеш бар дип фаразлыйлар.
Тингари һәм Лейк12 тавыкның сперма кабул итүче бизендәге сперматозоидлар арасында көчле бәйләнеш турында хәбәр иттеләр һәм кош сперматозоидлары имезүчеләр сперматозоидлары кебек үк агглютинацияләнәме дигән сорау куйдылар. Алар ваза-деференстагы сперматозоидлар арасындагы тирән бәйләнешләр кечкенә урында күп санлы сперматозоидлар булу сәбәпле килеп чыккан стресс аркасында булырга мөмкин дип саныйлар.
Яңа эленгән пыяла слайдларда сперматозоидларның үз-үзен тотышын бәяләгәндә, агглютинациянең вакытлыча билгеләрен күрергә мөмкин, бигрәк тә орлык тамчылары кырыйларында. Ләкин агглютинация еш кына өзлексез хәрәкәт белән бәйле әйләнү хәрәкәте белән бозылган, бу исә бу күренешнең вакытлыча табигатен аңлата. Тикшеренүчеләр шулай ук ​​эреткечне орлыкка өстәгәндә, озынча "җепсыман" күзәнәк агрегатлары барлыкка килүен дә күзәткәннәр.
Сперматозоидны имитацияләүнең беренче омтылышлары асылмалы тамчыдан нечкә чыбыкны алу юлы белән ясалган, нәтиҗәдә сперма тамчысыннан озынча сперматозоидсыман везикула чыгып торган. Сперматозоидлар шунда ук везикула эчендә параллель рәвештә тезелгән, ләкин 3D чикләүләре аркасында бөтен берәмлек тиз юкка чыккан. Шуңа күрә, сперматозоидларның агглютинациясен өйрәнү өчен, спермаларның хәрәкәтчәнлеген һәм тәртибен турыдан-туры аерым сперматозоид саклау каналчыкларында күзәтергә кирәк, моңа ирешү авыр. Шуңа күрә, сперма хәрәкәтчәнлеген һәм агглютинация тәртибен өйрәнүне хуплау өчен спермаларны имитацияләүче корал эшләү кирәк. Бриллард һ.б.13 өлкән чебиләрдә сперма саклау каналчыкларының уртача озынлыгы 400–600 мкм, ләкин кайбер SSTлар 2000 мкм га кадәр озын булырга мөмкин дип хәбәр иткән. Меро һәм Огасавара14 орлык бизләрен зурайган һәм зураймаган сперма саклау каналчыкларына бүлделәр, аларның икесе дә озынлыгы (~500 мкм) һәм муен киңлеге (~38 мкм) буенча бер үк иде, ләкин каналчыкларның уртача люмен диаметры 56,6 һәм 56,6 мкм иде. . , тиешенчә 11,2 мкм. Хәзерге тикшеренүдә без канал зурлыгы 200 мкм × 20 мкм (W × H) булган микрофлюидик җайланма кулландык, аның кисемтәсе көчәйтелгән SST кисемтәсенә бераз якын. Моннан тыш, без агымлы сыеклыкта сперма хәрәкәтчәнлеген һәм агглютинация үзенчәлеген тикшердек, бу Форманның SST эпителий күзәнәкләре тарафыннан җитештерелгән сыеклык сперманы люменда каршы агым (реологик) юнәлештә тота дигән гипотезасына туры килә.
Бу тикшеренүнең максаты - фаллопий трубкасында сперматозоидларның хәрәкәтчәнлеген күзәтү проблемаларын чишү һәм динамик мохиттә сперматозоидларның реологиясен һәм үз-үзен тотышын өйрәнү кыенлыкларыннан качу. Тавыкның җенес органнарында сперматозоидларның хәрәкәтчәнлеген симуляцияләү өчен гидростатик басым булдыра торган микрофлюидик җайланма кулланылды.
Микроканал җайланмасына сыекландырылган сперма үрнәгенең тамчысы (1:40) салынганда, сперманың ике төрле хәрәкәтчәнлеген ачыкларга мөмкин иде (изоляцияләнгән сперма һәм бәйләнгән сперма). Моннан тыш, сперма агымга каршы йөзәргә омтыла (реология уңай; 1, 2 видео). Сперматозоидлар бәйләмнәренең тизлеге ялгыз сперматозоидларныкына караганда түбәнрәк булса да (p < 0,001), алар уңай реотаксия күрсәтүче сперматозоидлар процентын арттырган (p < 0,001; 2 нче таблица). Сперматозоидлар бәйләмнәренең тизлеге ялгыз сперматозоидларныкына караганда түбәнрәк булса да (p < 0,001), алар уңай реотаксия күрсәтүче сперматозоидлар процентын арттырган (p < 0,001; 2 нче таблица). Хотя пучки спер тузозоидов имели более низкую скорость, чем у одиночных спер музозоидов (p <0,001), они увеличивали спер серозозоидов, демонстрирующих положительный реотаксис (р 2); Сперматозоидлар бәйләмнәренең тизлеге аерым сперматозоидларныкына караганда түбәнрәк булса да (p < 0,001), алар сперматозоидларның уңай реотаксия күрсәтү процентын арттырган (p < 0,001; 2 нче таблица).尽管精子束的速度低于孤独精子的速度（ p <0,001 ），但它们增加了显示阳性流变性的精子百分比（ р <0,001 ；表 2 ）。0.001） <<0.001 ； 2 。。。。。。）））））） 0.00 精子束 <0.00 Хотя скорость пучов спер музозоидов б бар ниже, чем у одиночных спер зозозидов (p <0,001), они увеличивали мат спер серозозидов с положительной реологией (p <0,001; чя 2). Сперматозоидлар бәйләмнәренең тизлеге бер сперматозоидларныкына караганда түбәнрәк булса да (p < 0,001), алар уңай реологияле сперматозоидлар процентын арттырган (p < 0,001; 2 нче таблица).Бер сперматозоид һәм төймәләр өчен уңай реология якынча 53% һәм 85% дип бәяләнә.
Шаркаси тавыкларының сперматозоидлары эякуляциядән соң шунда ук дистәләгән особьтан торган сызыклы бәйләмнәр барлыкка китерүе күзәтелде. Бу бәйләмнәр вакыт узу белән озынлыгы һәм калынлыгы арта һәм таралып беткәнче берничә сәгать in vitroда калырга мөмкин (3 нче видео). Бу җепсыман бәйләмнәр эпидидимис ахырында барлыкка килгән эхидна сперматозоидлары формасында. Шаркаши тавыгы спермасының агглютинацияләнүгә һәм җыелганнан соң бер минуттан да кимрәк вакыт эчендә челтәрле бәйләм барлыкка китерүгә омтылышы ачыкланган. Бу нурлар динамик һәм якындагы теләсә нинди стеналарга яки статик объектларга ябышырга сәләтле. Сперматозоид бәйләмнәре сперматозоид күзәнәкләренең тизлеген киметсә дә, макроскопик яктан аларның сызыклылыгын арттыруы ачык. Бүлемнәрнең озынлыгы бәйләмнәрдә җыелган сперматозоидлар санына карап үзгәрә. Бүлемнең ике өлеше аерылып алынган: башлангыч өлеш, шул исәптән агглютинацияләнгән сперматозоидның ирекле башы, һәм терминаль өлеш, шул исәптән койрыгы һәм сперматозоидның бөтен дисталь очы. Югары тизлекле камера (950 кадр/сек) ярдәмендә, бәйләмнең башлангыч өлешендә агглютинацияләнгән сперматозоидларның ирекле башлары күзәтелде, алар үзләренең тирбәнү хәрәкәте аркасында бәйләмнең хәрәкәте өчен җаваплы, калганнарын спираль хәрәкәт белән бәйләм эченә сөйрәп кертә (4 нче видео). Ләкин, озын бәйләмнәрдә кайбер ирекле сперматозоид башларының тәнгә ябышканлыгы һәм бәйләмнең соңгы өлеше бәйләмне этәрүгә ярдәм итүче канатчалар ролен уйнавы күзәтелде.
Сыеклыкның әкрен агымында сперматозоидлар бер-берсенә параллель хәрәкәтләнә, ләкин алар каплана башлый һәм агым тизлеге артканда агым белән юылып китмәсен өчен, хәрәкәтсез калган бар нәрсәгә ябышып кала. Берничә сперматозоид күзәнәге бер-берсенә якынлашканда, алар синхрон хәрәкәт итә башлыйлар һәм бер-берсенә уралалар, аннары ябышчаклы матдәгә ябышалар. 1 һәм 2 нче рәсемнәрдә сперматозоидларның бер-берсенә ничек якынлашуы, койрыклар бер-берсенә уралганда тоташу урыны барлыкка килүе күрсәтелгән.
Сперматозоидлар реологиясен өйрәнү өчен тикшеренүчеләр микроканалда сыеклык агымын булдыру өчен гидростатик басым кулландылар. Зурлыгы 200 мкм × 20 мкм (W × B) һәм озынлыгы 3,6 мкм булган микроканал кулланылды. Учларына шприцлар урнаштырылган контейнерлар арасында микроканаллар кулланыгыз. Каналларны күренерлек итү өчен азык буяулары кулланылды.
Тоташтыргыч кабельләрне һәм аксессуарларны стенага беркетегез. Видео фазалы контрастлы микроскоп белән төшерелгән. Һәр рәсемдә фазалы контрастлы микроскопия һәм картага төшерү рәсемнәре күрсәтелә. (A) Ике агым арасындагы тоташу спираль хәрәкәт аркасында агымга каршы тора (кызыл ук). (B) Торба бәйләме һәм канал дивары арасындагы тоташу (кызыл уклар), шул ук вакытта алар башка ике бәйләмгә тоташа (сары уклар). (C) Микрофлюидик каналдагы сперматозоид бәйләмнәре бер-берсе белән тоташа башлый (кызыл уклар), сперматозоид бәйләмнәре челтәрен барлыкка китерә. (D) Сперматозоид бәйләмнәре челтәрен формалаштыру.
Микрофлюидик җайланмага сыекландырылган сперма тамчысы салынганда һәм агым барлыкка килгәндә, сперма нурының агым юнәлешенә каршы хәрәкәт итүе күзәтелде. Төпләр микроканалларның стеналарына нык урнаша, ә төпләрнең башлангыч өлешендәге ирекле башлар аларга нык урнаша (5 нче видео). Алар шулай ук ​​юлларындагы теләсә нинди хәрәкәтсез кисәкчәләргә, мәсәлән, чүп-чарларга, агым белән алып китмәү өчен ябышалар. Вакыт узу белән бу төеннәр озын җепселләргә әйләнеп, башка ялгыз спермаларны һәм кыскарак төеннәрне тоталар (6 нчы видео). Агым акрыная башлагач, сперманың озын сызыклары сперма сызыклары челтәрен формалаштыра башлый (7 нче видео; 2 нче рәсем).
Югары агым тизлегендә (V > 33 мкм/с), җепләрнең спираль хәрәкәтләре арта, бу агымның дрейф көченә яхшырак каршы тору өчен күп аерым сперматозоидлар төеннәрен тотарга омтылышны аңлата. Югары агым тизлегендә (V > 33 мкм/с), җепләрнең спираль хәрәкәтләре арта, бу агымның дрейф көченә яхшырак каршы тору өчен күп аерым сперматозоидлар төеннәрен тотарга омтылышны аңлата. При высокой скорости потока (V> 33 мкм / с) спиралевидные мжжения нитей усиливаются, поскольку они пытаются пой мьжожвество отдельных спер эвозоидов, кредующич пуччич потока. Югары агым тизлегендә (V > 33 мкм/с), җепләрнең спираль хәрәкәтләре арта, чөнки алар күп аерым сперматозоидларны тотарга тырышалар һәм агымның тайпылу көченә каршы тора алырлык бәйләмнәр барлыкка китерәләр.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。。。。。。。。。。 При высоких скоростях потока (V> 33 мкм / с) спиральное джжение нитей увеличивается в попатке захатить множество отдельных спер серозозоидов, обрующих пучки, ч чыбучя сопрочлыч. Югары агым тизлегендә (V > 33 мкм/с), җепселләрнең спираль хәрәкәте арта, бу агымның дрейф көчләренә яхшырак каршы тору өчен күп аерым сперматозоидларны тотарга омтыла.Алар шулай ук ​​ян стеналарга микроканаллар беркетергә тырыштылар.
Сперматозоидлар бәйләмнәре яктылык микроскопиясе (LM) ярдәмендә сперматозоидлар башлары һәм бөдрә койрыклар тупланмасы буларак билгеләнде. Төрле агрегатлы сперматозоидлар бәйләмнәре шулай ук ​​бөгелгән башлар һәм флагелла агрегатлары, күп кушылган сперматозоидлар койрыгы, койрыкка тоташкан сперматозоидлар башлары һәм бөгелгән төшләре булган сперматозоидлар башлары күп кушылган төшләр буларак билгеләнде. Трансмиссия электрон микроскопиясе (TEM). Сканерлаучы электрон микроскопиясе (SEM) сперматозоидлар бәйләмнәренең сперматозоидлар башларының тышча белән капланган агрегатлары булуын, ә сперматозоидлар агрегатларының уралган койрыклар челтәре булуын күрсәтте.
Сперматозоидларның морфологиясе һәм ультратөзелеше, сперматозоидлар бәйләмнәренең формалашуы яктылык микроскопиясе (ярты кисемтә), сканерлаучы электрон микроскопиясе (SEM) һәм трансмиссия электрон микроскопиясе (TEM) ярдәмендә өйрәнелде, сперматозоидлар акридин кызгылт сарысы белән буялды һәм эпифлуоресценция микроскопиясе ярдәмендә тикшерелде.
Акридин кызгылт сарысы белән сперматозоидларны буяу (3B рәсем) сперма башларының бергә ябышып, секретор материал белән капланганлыгын күрсәтте, бу зур төеннәр барлыкка килүгә китерде (3D рәсем). Сперматозоидлар бәйләмнәре койрыклар челтәре белән сперма агрегатларыннан торды (4A-C рәсем). Сперматозоидлар бәйләмнәре бергә ябышып калган күп сперматозоидларның койрыкларыннан тора (4D рәсем). Секретлар (4E, F рәсем) сперма бәйләмнәренең башларын каплады.
Сперматозоидлар бәйләме формалашуы Фазалы контрастлы микроскопия һәм акридин кызгылт сары төс белән буялган сперматозоидлар мазоклары ярдәмендә сперматозоидлар башлары бер-берсенә ябышып тора. (A) Сперматозоидлар төененең башлангыч формалашуы сперматозоидлар (ак түгәрәк) һәм өч сперматозоидлар (сары түгәрәк) белән башлана, спираль койрыктан башлана һәм башында тәмамлана. (B) Акридин кызгылт сары төс белән буялган сперматозоидлар мазокының фотомикрографиясе, ябышып торган сперматозоидлар башларын күрсәтә (уклар). Агып чыгу башны(ларны) каплап ала. Зурайту × 1000. (C) Микрофлюидик каналда агым белән ташылган зур нурның үсеше (950 кадр/сек тизлектәге югары тизлекле камера ярдәмендә). (D) Акридин кызгылт сары төс белән буялган сперматозоидлар мазокының микрографиясе, зур төеннәр (уклар) күрсәтә. Зурайту: ×200.
Акридин кызгылт сарысы белән буялган сперматозоид нурының һәм сперматозоид мазогының сканерлаучы электрон микрографиясе. (A, B, D, E) - сперматозоидларның санлы төсле сканерлаучы электрон микрографияләре, ә C һәм F - акридин кызгылт сарысы белән буялган сперматозоид мазокларының микрографияләре, аларда күп сперматозоидларның каудаль челтәрне урап алуы күрсәтелә. (AC) Сперматозоид агрегатлары беркетелгән койрыклар челтәре буларак күрсәтелгән (уклар). (D) Берничә сперматозоидның койрык тирәли урап алган ябыштыруы (ябыштыргыч матдә, алсу контур, ук белән). (E һәм F) Ябыштыргыч материал белән капланган сперматозоид баш агрегатлары (күрсәткечләр). Сперматозоидлар берничә вихрьсыман структуралы бәйләмнәр барлыкка китергән (F). (C) ×400 һәм (F) ×200 зурайтулар.
Трансмиссияле электрон микроскопия ярдәмендә без сперматозоидлар бәйләмнәренең койрыклары (6А, С рәсемнәре), койрыкларга тоташкан башлары (6В рәсемнәре) яки койрыкларга тоташкан башлары (6D рәсемнәре) булуын ачыкладык. Бүлмәдәге сперматозоидларның башлары бөгелгән, алар кисемтәдә икенче үзәк өлкәсен күрсәтә (6D рәсеме). Киселгән бәйләмдә сперматозоидларның ике үзәк өлкәсе һәм күп флагелляр өлкәләре булган борылган башы бар иде (5А рәсеме).
Сперматозоидлар бәйләменең тоташтыручы койрыкларын һәм сперматозоидлар башларын тоташтыручы агглютинацияләүче материалны күрсәтүче санлы төсле электрон микрография. (A) Күп санлы сперматозоидларның тоташкан койрыгы. Койрыкның портрет (ук) һәм ландшафт (ук) проекцияләрендә ничек күренүенә игътибар итегез. (B) Сперматозоидның башы (ук) койрыкка (ук) тоташкан. (C) Берничә сперматозоид койрыгы (ук) тоташкан. (D) Агглютинация материалы (AS, зәңгәр) дүрт сперматозоид башын тоташтыра (шәмәхә төс).
Сканерлаучы электрон микроскопия секрецияләр яки мембраналар белән капланган сперматозоидлар бәйләмнәрендәге сперматозоидлар башларын ачыклау өчен кулланылды (6B рәсем), бу сперматозоидлар бәйләмнәренең тышкы материал белән ныгытылганлыгын күрсәтә. Агглютинацияләнгән материал сперматозоидлар башында тупланган (медуза башы сыман җыелма; 5B рәсем) һәм дисталь яктан киңәйгән, акридин кызгылт сары төс белән буялганда флуоресцент микроскопия астында якты сары төс алган (6C рәсем). Бу матдә сканерлаучы микроскоп астында ачык күренә һәм бәйләүче матдә дип санала. Ярым-нечкә кисемтәләр (5C рәсем) һәм акридин кызгылт сары төс белән буялган сперматозоидлар мазокларында тыгыз урнаштырылган башлар һәм бөдрә койрыклар булган сперматозоидлар бәйләмнәре күрсәтелгән (5D рәсем).
Төрле ысуллар кулланып, сперматозоид башларының һәм бөкләнгән койрыкларның агрегациясен күрсәтүче төрле фотомикрографикалар. (A) Ике өлештән торган ядро ​​(зәңгәр) һәм берничә флагелла өлешләре (яшел) булган спираль башын күрсәтүче сперма бәйләменең кисемтәле санлы төс тапшыру электрон микрографиясе. (B) Капланган кебек күренгән медузасыман сперма башлары төркемен күрсәтүче санлы төсле сканерлау электрон микрографиясе. (C) Агрегацияләнгән сперма башларын (уклар) һәм бөкләнгән койрыкларны (уклар) күрсәтүче ярым-нечкә кисемтә. (D) Акридин кызгылт сарысы белән буялган сперма мазогының микрографиясе, сперма башларының агрегатларын (уклар) һәм бөкләнгән ябышкан койрыкларны (уклар) күрсәтүче. Сперматозоид башын ябышкак матдә (S) каплаганын истә тотыгыз. (D) × 1000 зурайту.
Трансмиссия электрон микроскопиясе ярдәмендә (7А рәсем), шулай ук ​​сперматозоидлар башларының бөгелгән булуы һәм төшләренең спираль формада булуы билгеләп үтелде, моны акридин кызгылт сарысы белән буялган һәм флуоресцент микроскопия ярдәмендә тикшерелгән сперматозоидлар мазоклары раслады (7В рәсем).
(A) Цифрлы төс тапшыру электрон микроскопы һәм (B) Акридин кызгылт сары төс белән буялган сперма мазогында чыбыркыланган башлар һәм сперма башлары һәм койрыклары беркетелү күрсәтелгән (уклар). (B) × 1000 зурайту.
Кызыклы ачыш шунда: Шаркази спермасы берләшеп, хәрәкәтчән җепсыман бәйләмнәр барлыкка китерә. Бу бәйләмнәрнең үзенчәлекләре безгә аларның SSTда сперматозоидларны сеңдерү һәм саклаудагы мөмкин булган ролен аңларга мөмкинлек бирә.
Парлашканнан соң, сперматозоидлар вагинага керә һәм интенсив сайлап алу процессын уза, нәтиҗәдә SSTга чикләнгән санда гына сперматозоидлар керә15,16. Бүгенге көнгә кадәр сперматозоидларның SSTга керү һәм чыгу механизмнары ачык түгел. Кош-кортларда сперматозоидлар SSTда төренә карап 2 дән 10 атнага кадәр озак вакыт саклана6. SSTда сакланган вакытта сперматозоидларның торышы турында бәхәсләр дәвам итә. Алар хәрәкәттәме яки тыныч хәлдәме? Башкача әйткәндә, сперматозоидлар SSTда үз урыннарын ничек шулкадәр озак саклыйлар?
Форман4, SST яшәү һәм чыгаруны сперма хәрәкәтчәнлеге белән аңлатып була дип фаразлый. Авторлар сперманың SST эпителие тарафыннан барлыкка китерелгән сыеклык агымына каршы йөзеп, үз позицияләрен саклый һәм сперманың тизлеге энергия җитмәү сәбәпле артка хәрәкәт итә башлаган ноктадан түбәнрәк төшкәч, SSTдан чыгарыла дип фаразлыйлар. Занибони5, SST эпителиаль күзәнәкләренең апикаль өлешендә 2, 3 һәм 9 аквапориннары булуын раслады, бу Форманның сперма саклау моделен турыдан-туры булмаган рәвештә расларга мөмкин. Хәзерге тикшеренүдә без Шаркаши спермаларының яртысы диярлек агымлы сыеклыкта уңай реология күрсәтүен һәм агглютинацияләнгән сперма бәйләмнәренең уңай реология күрсәтүче сперма санын арттыруын ачыкладык, гәрчә агглютинация аларны акрынайтса да. Сперматозоид күзәнәкләре кошның фаллопий трубкасы буйлап аталану урынына ничек хәрәкәт итүе тулысынча аңлашылмаган. Имезүчеләрдә фолликуляр сыеклык хемоаттракцион сперманы үзенә тарта. Шулай да, хемоаттрактантлар сперматозоидларны ерак араларга якынайта дип санала7. Шуңа күрә, сперматозоидларны ташу өчен башка механизмнар да җаваплы. Сперматозоидларның парлашудан соң бүленеп чыккан фаллопий сыекчасына каршы ориентацияләнү һәм агу сәләте тычканнарда сперматозоидларны максат итеп куюда төп фактор булып тора дип хәбәр ителә. Паркер 17 сперматозоидларның кошларда һәм сөйрәлүчеләрдә керфекле агымга каршы йөзеп, йомырка юллары аша үтүен фаразлаган. Кошларда эксперименталь рәвештә күрсәтелмәсә дә, Адольфи18 кош спермасының фильтр кәгазе полосасы белән каплагыч һәм слайд арасында юка сыеклык катламы барлыкка килгәндә уңай нәтиҗәләр бирүен беренче булып ачыклаган. Реология. Хино һәм Янагимачи [19] тычкан йомыркасы-торба-аналык комплексы перфузия боҗрасына урнаштырганнар һәм фаллопий торбаларында сыеклык агымын күрү өчен истмуска 1 мкл буяу керткәннәр. Алар фаллопий торбасында бик актив кыскару һәм релаксация хәрәкәтен күргәннәр, анда барлык буяу шарлары да фаллопий торбасы ампуласына таба тотрыклы хәрәкәт иткән. Авторлар сперматозоидларны күтәрү һәм аталандыру өчен аскы фаллопий көпшәләреннән өскегә сыекча агымының мөһимлеген ассызыклыйлар. Brillard20 тавыкларда һәм күркәләрдә сперматозоидлар актив хәрәкәт белән вагиналь керү урыныннан, алар сакланган урыннан аналык-вагиналь тоташу урынына күчә дип хәбәр итә. Ләкин бу хәрәкәт аналык-вагиналь тоташу һәм инфундибулум арасында кирәк түгел, чөнки сперматозоидлар пассив күчү юлы белән күчерелә. Бу алдагы тәкъдимнәрне һәм хәзерге тикшеренүдә алынган нәтиҗәләрне белеп, сперматозоидларның агымга каршы хәрәкәт итү сәләте (реология) сайлау процессы нигезләнгән үзенчәлекләрнең берсе дип фаразларга мөмкин. Бу сперматозоидларның вагиналь аша үтүен һәм аларның саклау өчен CCTга керүен билгели. Forman4 тәкъдим иткәнчә, бу шулай ук ​​сперматозоидларның SSTга һәм аның яшәү урынына билгеле бер вакыт эчендә керү һәм аннары аларның тизлеге кимегәндә чыгу процессын җиңеләйтергә мөмкин.
Икенче яктан, Мацузаки һәм Сасанами 21 кош сперматозоидлары ир-ат һәм ана репродуктив юлларда йокыдан хәрәкәткә күчә дип фаразлыйлар. SSTда резидент сперматозоидлар хәрәкәтен тоткарлау сперматозоидларның озак саклануын һәм SSTдан чыкканнан соң яңаруын аңлату өчен тәкъдим ителә. Гипоксия шартларында Мацузаки һ.б. 1 SSTда лактатның югары җитештерүе һәм бүленеп чыгуы турында хәбәр иттеләр, бу резидент сперматозоидлар хәрәкәтен тоткарлауга китерергә мөмкин. Бу очракта, сперматозоидлар реологиясенең мөһимлеге сперматозоидларны саклауда түгел, ә аларны сайлауда һәм сеңдерүдә чагыла.
Сперматозоидларның агглютинация схемасы SSTда сперманың озак саклану вакытын аңлатучы дип санала, чөнки бу кош-кортларда сперманың тоткарлануының гадәти схемасы2,22,23. Бакст һ.б. 2 күпчелек сперматозоидларның бер-берсенә ябышып, фасцикуляр агрегатлар барлыкка китерүен күзәткәннәр, һәм бөдрә CCMда бер сперматозоидларның сирәк очрый торганын. Икенче яктан, Вен һ.б. 24 тавыкларда SST куышлыгында күбрәк таралган сперматозоидларны һәм азрак сперматозоидлар тупларын күзәткәннәр. Бу күзәтүләргә нигезләнеп, сперматозоидларның агглютинациясенә омтылыш кошлар арасында һәм бер үк эякуляттагы сперматозоидлар арасында төрлечә дип фаразларга мөмкин. Моннан тыш, Ван Крей һ.б. 9 агглютинацияләнгән сперматозоидларның очраклы диссоциациясе сперматозоидларның фаллопий трубкасы куышлыгына әкренләп үтеп керүе өчен җаваплы дип фаразлаган. Бу гипотеза буенча, агглютинация сыйдырышлыгы түбәнрәк булган сперматозоидларны башта SSTдан чыгарырга кирәк. Бу контекстта, сперматозоидларның агглютинацияләнү сәләте пычрак кошларда сперматозоидлар конкуренциясенең нәтиҗәсенә йогынты ясаучы фактор булырга мөмкин. Моннан тыш, агглютинацияләнгән сперматозоидлар озаграк аерылган саен, уңдырышлылык озаграк саклана.
Сперматозоидларның агрегациясе һәм бәйләмнәргә агрегациясе берничә тикшеренүдә күзәтелсә дә2,22,24, алар SST эчендә кинематик күзәтүнең катлаулылыгы аркасында җентекләп тасвирланмаган. In vitro сперматозоидларның агглютинациясен өйрәнү өчен берничә омтылыш ясалды. Асылып торган орлык тамчысыннан нечкә чыбык алынганда киң, ләкин вакытлы агрегация күзәтелде. Бу тамчыдан озынча күбек чыгып торуына китерә, орлык бизен кабатлый. 3D чикләүләр һәм кыска тамчы киптерү вакыты аркасында бөтен блок тиз арада җимерелде9. Хәзерге тикшеренүдә, Шаркаши тавыклары һәм микрофлюидик чиплар кулланып, без бу бәйләмнәрнең ничек барлыкка килүен һәм ничек хәрәкәт итүен тасвирлый алдык. Сперматозоид бәйләмнәре орлык җыелганнан соң шунда ук формалашты һәм спираль буенча хәрәкәт итүе ачыкланды, агымда булганда уңай реология күрсәтелде. Моннан тыш, макроскопик караганда, сперма бәйләмнәренең аерым сперматозоидларга караганда хәрәкәтчәнлекнең сызыклылыгын арттыруы күзәтелде. Бу, SST үтеп керү алдыннан сперма агглютинациясе булырга мөмкин дигәнне аңлата, һәм сперма җитештерү, элек тәкъдим ителгәнчә (Tingari һәм Lake12), стресс аркасында кечкенә мәйдан белән чикләнми. Төпчек формалашу вакытында сперматозоидлар тоташу барлыкка китергәнче синхрон рәвештә йөзәләр, аннары аларның койрыклары бер-берсенә урала һәм сперматозоид башы ирекле кала, ләкин койрык һәм сперматозоидның дисталь өлеше ябышчаклы матдә белән бергә ябышкак. Шуңа күрә, бәйләвечнең ирекле башы хәрәкәт өчен җаваплы, бәйләвечнең калган өлешен сөйрәп. Сперматозоид бәйләмнәренең сканерлаучы электрон микроскопиясе күп ябышчаклы материал белән капланган сперма башларын күрсәтте, бу сперма башларының ял итү бәйләмнәренә ябышуын күрсәтә, бу саклау урынына (SST) җиткәннән соң булган булырга мөмкин.
Сперматозоид мазкасы акридин кызгылт сарысы белән буялганда, сперматозоидлар тирәсендәге күзәнәктән тыш ябыштыргыч материалны флуоресцент микроскоп астында күрергә мөмкин. Бу матдә сперматозоидлар бәйләмнәренә тирә-юньдәге теләсә нинди өслекләргә яки кисәкчәләргә ябышырга һәм ябышырга мөмкинлек бирә, шуңа күрә алар тирә-юньдәге агым белән бергә агып китмиләр. Шулай итеп, безнең күзәтүләребез сперматозоидларның хәрәкәтчән бәйләмнәр рәвешендә адгезия ролен күрсәтә. Аларның агымга каршы йөзеп, якындагы өслекләргә ябышып калу сәләте сперматозоидларның SSTда озаграк калырга мөмкинлек бирә.
Rothschild25 гемоцитометрия камерасын кулланып, суспензия тамчысы эчендә сыер орлыгының йөзеп йөрүен өйрәнде, микроскопның вертикаль һәм горизонталь оптик күчәре булган камера аша фотомикрографик фотолар төшерде. Нәтиҗәләр күрсәткәнчә, сперматозоидлар камера өслегенә тартылган. Авторлар сперматозоидлар һәм өслек арасында гидродинамик үзара бәйләнешләр булырга мөмкин дип фаразлыйлар. Моны, Шаркаши чеби орлыгының ябышкак төеннәр барлыкка китерү сәләтен исәпкә алганда, орлыкның SST стенасына ябышуы һәм озак вакыт саклануы ихтималын арттырырга мөмкин.
Бкчетти һәм Афзелиу26 сперма гликокаликсның гаметаны тану һәм агглютинацияләү өчен кирәклеген хәбәр иттеләр. Форман10 кош спермасын нейраминидаза белән эшкәртү юлы белән гликопротеин-гликолипид капламаларындагы α-гликозид бәйләнешләренең гидролизы сперма хәрәкәтчәнлегенә тәэсир итмичә, фертильлекнең кимүенә китергәнен күзәттеләр. Авторлар нейраминидазаның гликокаликска йогынтысы аналык-вагиналь тоташуында сперма секвестрациясен боза, шуның белән фертильлекне киметә дип фаразлыйлар. Аларның күзәтүләре нейраминидаза белән дәвалау сперма һәм ооцит тануны киметергә мөмкин дигән ихтималлыкны исәпкә алмый. Форман һәм Энгель10 тавыкларны нейраминидаза белән дәваланган сперма белән интравагиналь рәвештә орлыкландырганда фертильлекнең кимүен ачыкладылар. Ләкин нейраминидаза белән дәваланган сперма белән ЭКУ контроль тавыклар белән чагыштырганда фертильлеккә тәэсир итмәде. Авторлар, сперматозоид мембранасы тирәсендәге гликопротеин-гликолипид каплавындагы үзгәрешләр, аналык-вагиналь тоташу урынында сперматозоидларның секвестрациясен бозу аркасында, сперматозоидларның аталану сәләтен киметә, бу исә, үз чиратында, аналык-вагиналь тоташу тизлеге аркасында сперматозоидлар югалтуын арттыра, ләкин сперматозоидлар һәм йомыркаларны тануга тәэсир итми, дигән нәтиҗәгә килгәннәр.
Бакст һәм Баучан 11 күркәләрдә SST куышлыгында кечкенә везикулаларны һәм мембрана кисәкчәләрен тапканнар һәм бу гранулаларның кайберләренең сперматозоид мембранасы белән кушылганлыгын күзәткәннәр. Авторлар бу мөнәсәбәтләрнең SSTда сперматозоидларның озак вакыт саклануына өлеш кертүен фаразлыйлар. Ләкин тикшеренүчеләр бу кисәкчәләрнең чыганагын ачыкламаганнар, алар CCT эпителий күзәнәкләре тарафыннан бүленеп чыгарыламы, ир-ат репродуктив системасы тарафыннан җитештереләме һәм бүленеп чыгарыламы, яисә сперматозоид үзе тарафыннан җитештереләме. Шулай ук, бу кисәкчәләр агглютинация өчен җаваплы. Грюцнер һ.б.27 эпидидималь эпителий күзәнәкләре бер тишекле орлык юллары формалашуы өчен кирәкле махсус аксым җитештерә һәм бүлеп чыгара дип хәбәр иткәннәр. Авторлар шулай ук ​​бу бәйләмнәрнең таралуы эпидидималь аксымнарның үзара бәйләнешенә бәйле дип хәбәр иткәннәр. Никсон һ.б.28 аднексаның кислоталы цистеинга бай остеонектин аксымын бүлеп чыгаруын ачыклаган; SPARC кыска томшыклы эхидналарда һәм платипуста сперматозоидлар бәйләмнәре формалашуында катнаша. Бу нурларның таралуы бу аксымның югалуы белән бәйле.
Хәзерге тикшеренүдә электрон микроскопия ярдәмендә үткәрелгән ультраструктур анализ сперманың күп күләмдә тыгыз матдәгә ябышканлыгын күрсәтте. Бу матдәләр ябышкан башлар арасында һәм тирәсендә конденсацияләнә торган агглютинация өчен җаваплы дип санала, ләкин койрык өлкәсендә түбәнрәк концентрациядә. Без бу агглютинацияләүче матдәнең сперма белән бергә ата-ана репродуктив системасыннан (эпидидимис яки вас деференс) чыгарылуын фаразлыйбыз, чөнки без еш кына эякуляция вакытында сперманың лимфа һәм орлык плазмасыннан аерылуын күзәтәбез. Кош сперматозоидлары эпидидимис һәм вас деференс аша үткәндә, алар өлгерүгә бәйле үзгәрешләр кичерәләр, бу аларның аксымнарга бәйләнү һәм плазма леммасы белән бәйле гликопротеиннарны алу сәләтен хуплый. Бу аксымнарның SSTда резидент сперматозоид мембраналарында саклануы бу аксымнарның сперма мембранасы тотрыклылыгын алуга 30 йогынты ясавын һәм аларның уңдырышлылыгын билгеләвен күрсәтә 31. Әһәммәд һ.б.32 ир-ат репродуктив системасының төрле өлешләреннән (йомыркалардан дисталь вас деференга кадәр) алынган сперматозоидларның, саклау температурасына карамастан, сыекча саклау шартларында яшәүчәнлекнең прогрессив артуын күрсәтүен хәбәр иттеләр, һәм тавыкларның яшәүчәнлеге ясалма орлыкландырудан соң фаллопий трубкаларында да арта.
Шаркаши тавыгы сперма төймәләренең башка төрләргә, мәсәлән, эхидналарга, өрәңгечләргә, урман тычканнарына, болан тычканнарына һәм диңгез дуңгызларына караганда үзенчәлекләре һәм функцияләре аерылып тора. Шаркаси тавыкларында сперма төймәләр барлыкка килү аларның йөзү тизлеген бер спермага караганда киметкән. Ләкин бу төймәләр реологик яктан уңай спермаларның процентын арттырган һәм спермаларның динамик мохиттә үзләрен тотрыклыландыру сәләтен арттырган. Шулай итеп, безнең нәтиҗәләр SSTда сперма агглютинациясе сперманың озак вакыт саклануы белән бәйле дигән алдагы фикерне раслый. Без шулай ук ​​сперманың төймәләр барлыкка китерү омтылышы SSTда сперма югалу тизлеген контрольдә тотарга мөмкин, бу сперма көндәшлеге нәтиҗәсен үзгәртергә мөмкин дип фаразлыйбыз. Бу фараз буенча, агглютинация сыйдырышлыгы түбән булган сперма башта SST чыгара, ә агглютинация сыйдырышлыгы югары булган сперма токымның күпчелек өлешен бирә. Бер тишекле сперма төймәләр барлыкка килү файдалы һәм ата-ана-бала нисбәтенә тәэсир итә, ләкин башка механизм куллана. Эхидналарда һәм платипуста сперматозоидлар бер-берсенә параллель урнашкан, бу нурның алга таба тизлеген арттыра. Эхидналар бәйләмнәре бер сперматозоидларга караганда якынча өч тапкыр тизрәк хәрәкәтләнә. Эхидналарда мондый сперматозоидлар тупланмалары барлыкка килүе доминантлыкны саклап калу өчен эволюцион адаптация дип санала, чөнки ана сперматозоидлар җенси мөнәсәбәтләрдә булалар һәм гадәттә берничә ата сперматозоид белән парлашалар. Шуңа күрә төрле эякулятлардан килгән сперматозоидлар йомырканың аталануы өчен көчле көрәшәләр.
Шаркаси тавыкларының агглютинацияләнгән сперматозоидларын фазалы контраст микроскопиясе ярдәмендә күз алдына китерү җиңел, бу өстенлекле дип санала, чөнки ул in vitro сперматозоидларның үз-үзен тотышын җиңел өйрәнергә мөмкинлек бирә. Шаркаси тавыкларында сперматозоидлар тупланмасы формалашу механизмы шулай ук ​​кайбер плацентар имезүчеләрдә күзәтелгәннән аерылып тора, мәсәлән, урман тычканнары кебек кооператив сперматозоидлар үз-үзен тотышын күрсәтә, анда кайбер сперматозоидлар йомыркаларга барып җитә, башка туган кешеләргә йомыркаларына барып җитәргә һәм зыян китерергә ярдәм итә. үзеңне исбатлау өчен. альтруистик үз-үзен тотыш. Үз-үзен аталандыру 34. Сперматозоидлардагы кооператив үз-үзен тотышның тагын бер мисалы болан тычканнарында табылды, анда сперматозоидлар генетик яктан иң якын сперматозоидларны ачыклый һәм алар белән кушыла һәм кооператив төркемнәр төзи, бәйләнешсез сперматозоидларга караганда тизлекләрен арттыра алдылар35.
Бу тикшеренүдә алынган нәтиҗәләр Фоманның SWS'та сперматозоидларның озак вакыт саклануы турындагы теориясенә каршы килми. Тикшеренүчеләр сперма күзәнәкләре SST'ны каплаган эпителий күзәнәкләре агымында озак вакыт хәрәкәт итүен һәм билгеле бер вакыттан соң сперма күзәнәкләренең энергия запаслары бетүен хәбәр итәләр, нәтиҗәдә тизлек кими, бу кечкенә молекуляр авырлыктагы матдәләрне чыгарырга мөмкинлек бирә. SST люменыннан сыеклык агымы белән сперма энергиясе. Фаллопий трубкасы куышлыгы. Хәзерге тикшеренүдә без аерым спермаларның яртысы агымлы сыеклыкларга каршы йөзә алу сәләтен күрсәттек, һәм аларның бәйләмдәге адгезиясе аларның уңай реология күрсәтү сәләтен арттырды. Моннан тыш, безнең мәгълүматлар Мацузаки һ.б. 1 мәгълүматлары белән туры килә, алар SST'та лактат бүленешенең артуы резидент сперма хәрәкәтчәнлеген тоткарларга мөмкин дип хәбәр иттеләр. Ләкин, безнең нәтиҗәләр сперма хәрәкәтчән бәйләвечләренең формалашуын һәм аларның SST'та үз-үзен тотышын ачыклау өчен микроканал эчендә динамик мохит булганда реологик үз-үзен тотышын сурәтли. Киләчәктәге тикшеренүләр агглютинацияләүче матдәнең химик составын һәм килеп чыгышын билгеләүгә юнәлдерелергә мөмкин, бу, һичшиксез, тикшеренүчеләргә сыек сперманы саклауның яңа ысулларын эшләргә һәм бала табу вакытын арттырырга ярдәм итәчәк.
Тикшеренүдә сперма донорлары буларак 30 атналык ялангач муенлы 15 ата шаркаси (гомозиготалы доминант; Na Na) сайланган. Кошлар Мисырның Ашит губернаторлыгы, Ашит университеты, Авыл хуҗалыгы факультетының тикшеренү кошчылык фермасында үстерелгән. Кошлар аерым читлекләрдә (30 x 40 x 40 см) урнаштырылган, якты программада (16 сәгать яктылык һәм 8 сәгать караңгылык) урнаштырылган һәм 160 г чи аксым, 2800 ккал метаболизм энергиясе, 35 г кальций булган азык белән тукландырылган. Бер килограмм азыкка 5 грамм фосфор туры килгән.
36, 37 нче мәгълүматларга караганда, ирләрдән корсак массажы ярдәмендә орлык алынган. 3 көн эчендә 15 ир-аттан барлыгы 45 орлык үрнәге алынган. Орлык (n = 15/көн) шунда ук 1:1 (к:к) нисбәтендә Belsville Poultry Semen Eluent белән сыекландырылган, анда калий дифосфаты (1,27 г), мононатрий глутамат моногидраты (0,867 г), фруктоза (0,5 көн) сусыз натрий ацетаты (0,43 г), трис(гидроксиметил)аминометан (0,195 г), калий цитраты моногидраты (0,064 г), калий монофосфаты (0,065 г), магний хлориды (0,034 г) һәм H2O (100 мл) бар, pH = 7,5, осмолярлык 333 мОсм/кг38. Сыекландырылган сперма үрнәкләре башта яхшы сыйфатлы сперма (дымлылык) булуын тәэмин итү өчен яктылык микроскобы астында тикшерелде, аннары җыелганнан соң ярты сәгать эчендә кулланылганчы 37°C температурадагы су мунчасында сакланды.
Сперматозоидларның кинематикасы һәм реологиясе микрофлюидик җайланмалар системасы ярдәмендә сурәтләнә. Орлык үрнәкләре Белтсвилл кош орлыгы эреткечендә 1:40 нисбәтенә кадәр сыекландырылды, микрофлюидик җайланмага тутырылды (түбәндә карагыз), һәм кинетик параметрлар микрофлюидик характеристика өчен элек эшләнгән Компьютерлаштырылган Орлык Анализы (CASA) системасы ярдәмендә билгеләнде. Сперматозоидларның сыек мохиттә хәрәкәтчәнлеге турында (Механика инженериясе кафедрасы, Инженерлык факультеты, Ассиут университеты, Мисыр). Плагинны түбәндәге сылтама буенча йөкләргә мөмкин: http://www.assiutmicrofluidics.com/research/casa39. Кәкре тизлек (VCL, μm/s), сызыкча тизлек (VSL, μm/s) һәм уртача траектория тизлеге (VAP, μm/s) үлчәнде. Сперматозоидларның видеолары Tucson ISH1000 камерасына 30 кадр/с тизлектә 3 секунд дәвамында тоташтырылган инверсияләнгән Optika XDS-3 фазалы контрастлы микроскоп (40x объектив белән) ярдәмендә төшерелде. CASA программасын кулланып, һәр үрнәк өчен кимендә өч өлкәне һәм 500 сперма траекториясен өйрәнегез. Яздырылган видео өйдә ясалган CASA ярдәмендә эшкәртелде. CASA плагинындагы хәрәкәтчәнлек билгеләмәсе сперманың агым тизлегенә карата йөзү тизлегенә нигезләнгән һәм яннан-якка хәрәкәт кебек башка параметрларны үз эченә алмый, чөнки бу сыеклык агымында ышанычлырак булып чыкты. Реологик хәрәкәт сперма күзәнәкләренең сыеклык агымы юнәлешенә каршы хәрәкәте дип сурәтләнә. Реологик үзенчәлекләргә ия булган сперма хәрәкәтчән сперма санына бүленде; тыныч хәлдә булган һәм конвектив хәрәкәт итүче сперма санаудан чыгарылды.
Кулланылган барлык химик матдәләр, башкача күрсәтелмәгән очракта, Elgomhoria Pharmaceuticals (Каһирә, Мисыр) компаниясеннән алынган. Җайланма El-sherry һ.б. тарафыннан тасвирланганча, кайбер үзгәрешләр белән җитештерелгән. 40. Микроканалларны ясау өчен кулланылган материаллар арасында пыяла пластиналар (Howard Glass, Worcester, MA), SU-8-25 тискәре каршылыклы (MicroChem, Newton, CA), диацетон спирты (Sigma Aldrich, Steinheim, Германия) һәм полиацетон бар иде. -184, Dow Corning, Midland, Michigan). Микроканаллар йомшак литография ярдәмендә ясала. Башта югары сыйфатлы принтерда (Prismatic, Cairo, Egypt and Pacific Arts and Design, Markham, ON) кирәкле микроканал дизайны белән үтә күренмәле саклагыч битлек бастырылган. Осталар субстрат буларак пыяла пластиналар кулланып ясалган. Пластиналар ацетонда, изопропанолда һәм деионизацияләнгән суда чистартылган, аннары 20 мкм SU8-25 катламы белән спиннинг каплау ярдәмендә капланган (3000 әйләнү/мин, 1 мин). Аннары SU-8 катламнары сак кына киптерелде (65°C, 2 минут һәм 95°C, 10 минут) һәм 50 секунд дәвамында ультрафиолет нурланышына дучар ителде. Ачык SU-8 катламнарын үзара бәйләү өчен, экспозициядән соң 65°C һәм 95°C температурада 1 минут һәм 4 минут пешерелде, аннары 6,5 минут дәвамында диацетон спиртында эшләнде. SU-8 катламын тагын да катырак итү өчен вафлиларны каты итеп пешерелде (200°C, 15 минут).
PDMS мономер һәм катырткычны 10:1 авырлык нисбәтендә кушып әзерләнде, аннары вакуум эксикаторында дегазацияләнде һәм SU-8 төп рамкасына коелды. PDMS мичтә (120°C, 30 минут) катырылды, аннары каналлар киселде, төптән аерылды һәм микроканалның керү һәм чыгу урыннарына трубалар беркетелергә мөмкинлек бирү өчен тишелде. Ниһаять, PDMS микроканаллары башка урында тасвирланганча, күчмә корона процессоры (Electro-Technic Products, Чикаго, Иллинойс) ярдәмендә микроскоп слайдларына даими рәвештә беркетелде. Бу тикшеренүдә кулланылган микроканалның зурлыгы 200 мкм × 20 мкм (W × B) һәм озынлыгы 3,6 см.
Микроканал эчендәге гидростатик басым белән китереп чыгарылган сыеклык агымы керү резервуарындагы сыеклык дәрәҗәсен чыгу резервуарындагы Δh39 биеклек аермасыннан югарырак тоту юлы белән ирешелә (1 нче рәсем).
монда f - турыпочмаклы каналда ламинар агым өчен ышкылу коэффициенты, f = C/Re дип билгеләнә, монда C - каналның аспект нисбәтенә бәйле даими зурлык, L - микроканалның озынлыгы, Vav - микроканал эчендәге уртача тизлек, Dh - каналның гидравлик диаметры, g - гравитация тизләнеше. Бу тигезләмәне кулланып, каналның уртача тизлеген түбәндәге тигезләмәне кулланып исәпләп була: