از بازدید شما از Nature.com سپاسگزاریم.نسخه مرورگری که استفاده می کنید پشتیبانی محدودی از CSS دارد.برای بهترین تجربه، توصیه می کنیم از یک مرورگر به روز شده استفاده کنید (یا حالت سازگاری را در اینترنت اکسپلورر غیرفعال کنید).در عین حال، برای اطمینان از پشتیبانی مداوم، سایت را بدون استایل و جاوا اسکریپت ارائه می کنیم.
باروری پرندگان به توانایی آنها در ذخیره اسپرم کافی برای مدت زمان طولانی در لوله های ذخیره اسپرم (SST) بستگی دارد.مکانیسم دقیق ورود، اقامت و خروج اسپرم از SST بحث برانگیز است.اسپرم مرغ‌های شارکاسی تمایل زیادی به آگلوتیناسیون نشان داد و دسته‌های رشته‌ای متحرک حاوی سلول‌های زیادی را تشکیل داد.با توجه به دشواری مشاهده حرکت و رفتار اسپرم در لوله فالوپ مات، از یک دستگاه میکروسیال با سطح مقطع میکروکانالی مشابه اسپرم برای بررسی چسبندگی و تحرک اسپرم استفاده کردیم.این مطالعه نحوه شکل گیری بسته های اسپرم، نحوه حرکت آنها و نقش احتمالی آنها در گسترش اقامت اسپرم در SST را مورد بحث قرار می دهد.ما سرعت اسپرم و رفتار رئولوژیکی را هنگامی که جریان سیال در یک کانال میکروسیال توسط فشار هیدرواستاتیک ایجاد می‌شود (سرعت جریان = 33 میکرومتر بر ثانیه) بررسی کردیم.اسپرم ها تمایل دارند برخلاف جریان (رئولوژی مثبت) شنا کنند و سرعت دسته اسپرم در مقایسه با اسپرم منفرد به طور قابل توجهی کاهش می یابد.مشاهده شده است که بسته‌های اسپرم به صورت مارپیچی حرکت می‌کنند و با جذب اسپرم‌های منفرد، طول و ضخامت آن افزایش می‌یابد. مشاهده شد که بسته‌های اسپرم نزدیک شده و به دیواره‌های کانال‌های میکروسیال می‌چسبند تا از جارو شدن با سرعت جریان سیال > 33 میکرومتر بر ثانیه جلوگیری کنند. مشاهده شد که بسته‌های اسپرم نزدیک شده و به دیواره‌های کانال‌های میکروسیال می‌چسبند تا از جارو شدن با سرعت جریان سیال > 33 میکرومتر بر ثانیه جلوگیری کنند. Было замечено, что пучки сперматозоидов نزدیکаются и прилипают к боковым стенкам микрофлюидных каналов, чтобы избежать сметания со скоростью потока жидкости> 33 mkm / س. مشاهده شده است که بسته‌های اسپرم به دیواره‌های جانبی کانال‌های میکروسیال نزدیک می‌شوند و به آن‌ها می‌چسبند تا در سرعت‌های جریان سیال بیش از 33 میکرومتر بر ثانیه از بین بروند.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/s33 میکرومتر بر ثانیه 扫过. Было замечено, что пучки spermatozoidov نزدیکаются и прилипают к боковым стенкам микрожидкостного канала, чтобы избежать сметания потоком жидкости со скоростью > 33 mkm/s. مشاهده شده است که بسته‌های اسپرم به دیواره‌های جانبی کانال میکروسیال نزدیک می‌شوند و به آن‌ها می‌چسبند تا در جریان سیال با سرعت بیش از 33 میکرومتر بر ثانیه از بین بروند.اسکن و میکروسکوپ الکترونی عبوری نشان داد که بسته‌های اسپرم توسط مواد متراکم فراوان پشتیبانی می‌شوند.داده‌های به‌دست‌آمده تحرک منحصربه‌فرد اسپرم‌های مرغ شارکزی، و همچنین توانایی اسپرم‌ها برای چسباندن و تشکیل بسته‌های متحرک را نشان می‌دهند، که به درک بهتر ذخیره‌سازی بلندمدت اسپرم در SMT کمک می‌کند.
برای رسیدن به لقاح در انسان و اکثر حیوانات، اسپرم و تخمک باید در زمان مناسب به محل لقاح برسد.بنابراین جفت گیری باید قبل یا در زمان تخمک گذاری اتفاق بیفتد.از سوی دیگر، برخی از پستانداران مانند سگ و همچنین گونه‌های غیر پستانداران مانند حشرات، ماهی‌ها، خزندگان و پرندگان، اسپرم‌ها را برای مدت طولانی در اندام‌های تناسلی خود ذخیره می‌کنند تا تخمک‌هایشان برای لقاح آماده شود (لقاح ناهمزمان 1).پرندگان قادر به حفظ زنده ماندن اسپرم هایی هستند که قادر به بارور کردن تخم ها به مدت 2 تا 10 هفته هستند.
این یک ویژگی منحصر به فرد است که پرندگان را از سایر حیوانات متمایز می کند، زیرا احتمال لقاح را پس از یک بار تلقیح به مدت چندین هفته بدون جفت گیری و تخمک گذاری همزمان فراهم می کند.اندام اصلی ذخیره اسپرم به نام لوله ذخیره اسپرم (SST) در چین های مخاطی داخلی در محل اتصال رحم واژینال قرار دارد.تا به امروز، مکانیسم های ورود، اقامت و خروج اسپرم از بانک اسپرم به طور کامل شناخته نشده است.بر اساس مطالعات قبلی، فرضیه های زیادی مطرح شده است، اما هیچ یک از آنها تایید نشده است.
فورمن 4 فرض کرد که اسپرم ها اقامت خود را در حفره SST از طریق حرکت نوسانی مداوم بر خلاف جهت جریان مایع از طریق کانال های پروتئینی واقع در سلول های اپیتلیال SST حفظ می کنند (رئولوژی).ATP به دلیل فعالیت ثابت تاژک مورد نیاز برای نگه داشتن اسپرم در لومن SST کاهش می یابد و تحرک در نهایت کاهش می یابد تا زمانی که اسپرم توسط جریان مایع از بانک اسپرم خارج شود و سفر جدیدی به سمت پایین لوله فالوپ صعودی برای بارور کردن اسپرم آغاز شود.تخم مرغ (Forman4).این مدل ذخیره‌سازی اسپرم با تشخیص ایمونوسیتوشیمی آکواپورین‌های 2، 3 و 9 موجود در سلول‌های اپیتلیال SST پشتیبانی می‌شود.تا به امروز، مطالعات روی رئولوژی منی مرغ و نقش آن در ذخیره سازی SST، انتخاب اسپرم واژن و رقابت اسپرم وجود ندارد.در جوجه ها، اسپرم پس از جفت گیری طبیعی وارد واژن می شود، اما بیش از 80 درصد اسپرم ها مدت کوتاهی پس از جفت گیری از واژن خارج می شوند.این نشان می دهد که واژن محل اولیه انتخاب اسپرم در پرندگان است.علاوه بر این، گزارش شده است که کمتر از 1٪ از اسپرم های لقاح یافته در واژن به SSTs2 ختم می شود.در لقاح مصنوعی جوجه ها در واژن، تعداد اسپرم هایی که به SST می رسند 24 ساعت پس از تلقیح افزایش می یابد.تاکنون مکانیسم انتخاب اسپرم در طی این فرآیند نامشخص است و تحرک اسپرم ممکن است نقش مهمی در جذب اسپرم SST داشته باشد.به دلیل دیواره های ضخیم و مات لوله های فالوپ، نظارت مستقیم بر حرکت اسپرم در لوله های رحمی پرندگان دشوار است.بنابراین، ما فاقد دانش اولیه در مورد چگونگی انتقال اسپرم به SST پس از لقاح هستیم.
رئولوژی اخیراً به عنوان یک عامل مهم کنترل کننده انتقال اسپرم در اندام تناسلی پستانداران شناخته شده است.بر اساس توانایی اسپرم متحرک برای مهاجرت مخالف، زعفرانی و همکاران 8 از یک سیستم میکروسیال کورا برای جداسازی غیرفعال اسپرم های متحرک از نمونه های منی استفاده کردند.این نوع مرتب‌سازی منی برای درمان ناباروری پزشکی و تحقیقات بالینی ضروری است و بر روش‌های سنتی که زمان و کار زیادی دارند و می‌توانند مورفولوژی و یکپارچگی ساختار اسپرم را به خطر بیندازند ترجیح داده می‌شود.اما تا به امروز هیچ مطالعه ای در مورد تأثیر ترشحات اندام تناسلی جوجه ها بر تحرک اسپرم انجام نشده است.
صرف نظر از مکانیسمی که اسپرم را در SST ذخیره می کند، بسیاری از محققین مشاهده کرده اند که اسپرم های ساکن در SST جوجه های 9، 10، بلدرچین های 2 و بوقلمون های 11 به صورت سر به سر لخته می شوند تا بسته های اسپرم آگلوتینه شده را تشکیل دهند.نویسندگان پیشنهاد می کنند که بین این آگلوتیناسیون و ذخیره طولانی مدت اسپرم در SST ارتباط وجود دارد.
Tingari و Lake12 ارتباط قوی بین اسپرم در غده دریافت کننده اسپرم مرغ را گزارش کردند و این سوال را مطرح کردند که آیا اسپرم پرندگان به همان روشی که اسپرم پستانداران آگلوتینه می شود یا خیر.آنها معتقدند که اتصالات عمیق بین اسپرم در مجرای دفران ممکن است به دلیل استرس ناشی از حضور تعداد زیادی اسپرم در فضای کوچک باشد.
هنگام ارزیابی رفتار اسپرم روی لام‌های شیشه‌ای آویزان تازه، نشانه‌های گذرا آگلوتیناسیون به‌ویژه در لبه‌های قطرات منی دیده می‌شود.با این حال، آگلوتیناسیون اغلب توسط عمل چرخشی مرتبط با حرکت مداوم مختل می شود، که ماهیت گذرا این پدیده را توضیح می دهد.محققان همچنین متوجه شدند که وقتی رقیق کننده به مایع منی اضافه شد، توده های سلولی دراز "نخ مانند" ظاهر می شوند.
تلاش های اولیه برای تقلید از اسپرم با برداشتن یک سیم نازک از یک قطره آویزان انجام شد که منجر به بیرون آمدن یک وزیکول اسپرم مانند دراز از قطره منی شد.اسپرم ها بلافاصله به صورت موازی در داخل وزیکول قرار گرفتند، اما به دلیل محدودیت های سه بعدی، کل واحد به سرعت ناپدید شد.بنابراین برای مطالعه آگلوتیناسیون اسپرم ها، مشاهده حرکت و رفتار اسپرم به طور مستقیم در لوله های ذخیره اسپرم جدا شده ضروری است که دستیابی به آن دشوار است.بنابراین، لازم است ابزاری ساخته شود که اسپرماتوزوا را تقلید کند تا از مطالعات حرکت اسپرم و رفتار آگلوتیناسیون حمایت کند.بریلارد و همکاران 13 گزارش کردند که طول متوسط ​​لوله های ذخیره اسپرم در جوجه های بالغ 400 تا 600 میکرومتر است، اما برخی از SST ها می توانند تا 2000 میکرومتر هم باشند.Mero و Ogasawara14 غدد منی ساز را به لوله های ذخیره اسپرم بزرگ و غیر بزرگ تقسیم کردند که هر دو از نظر طول (~500 میکرومتر) و عرض گردن (~38 میکرومتر) یکسان بودند، اما میانگین قطر لومن لوله ها 56.6 و 56.6 میکرومتر بود..، به ترتیب 11.2 میکرومتر.در مطالعه حاضر، ما از یک دستگاه میکروسیال با اندازه کانال 200 میکرومتر × 20 میکرومتر (W × H) استفاده کردیم که مقطع آن تا حدودی به سطح مقطع SST تقویت‌شده نزدیک است.علاوه بر این، ما تحرک و رفتار آگلوتیناسیون اسپرم را در مایع جاری مورد بررسی قرار دادیم که با فرضیه فورمن مطابقت دارد که مایع تولید شده توسط سلول های اپیتلیال SST اسپرم را در لومن در جهت مخالف (رئولوژیکی) نگه می دارد.
هدف از این مطالعه غلبه بر مشکلات مشاهده حرکت اسپرم در لوله فالوپ و جلوگیری از مشکلات مطالعه رئولوژی و رفتار اسپرم در یک محیط پویا بود.از یک دستگاه میکروسیال استفاده شد که فشار هیدرواستاتیکی را برای شبیه سازی حرکت اسپرم در اندام تناسلی جوجه ایجاد می کند.
هنگامی که یک قطره از یک نمونه اسپرم رقیق شده (1:40) در دستگاه میکروکانال بارگذاری شد، دو نوع حرکت اسپرم قابل شناسایی بود (اسپرم جدا شده و اسپرم محدود شده).علاوه بر این، اسپرماتوزواها تمایل داشتند برخلاف جریان شنا کنند (رئولوژی مثبت؛ ویدئو 1 و 2). اگرچه دسته‌های اسپرم سرعت کمتری نسبت به اسپرم‌های تنها داشتند (001/0p<)، درصد اسپرم‌هایی را که رئوتاکسی مثبت نشان می‌دهند افزایش دادند (001/0p<؛ جدول 2). اگرچه دسته‌های اسپرم سرعت کمتری نسبت به اسپرم‌های تنها داشتند (001/0p<)، درصد اسپرم‌هایی را که رئوتاکسی مثبت نشان می‌دهند افزایش دادند (001/0p<؛ جدول 2). Хотя пучки اسپرماتوزوئیدها نامیده می شوند، هر چه سریعتر، به سرعت عمل کنند (p < 0,001)، они увеличивали процент сперматозоидов, демонстрирующих положительный реотаксис (p < 0,001). اگرچه دسته‌های اسپرم‌ها سرعت کمتری نسبت به اسپرم‌های منفرد داشتند (001/0p<)، درصد اسپرم‌هایی را که رئوتاکسی مثبت نشان می‌دهند افزایش دادند (001/0p<؛ جدول 2).尽管精子束的速度低于孤独精子的速度（p < 0.001），但它们增加了显独精子的速度（p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 显示分比 (p <0.001 ； 2 .. . . . ) Хотя скорость пучков сперматозоидов была ниже, чем у одиночных اسپرماتوزوئیدها (p < 0,001)، они увеличивали процент сперматозоидов со положительной реологией (p < 0,001؛ جدول 2). اگرچه سرعت بسته‌های اسپرم کمتر از اسپرم‌های منفرد بود (001/0p<)، اما درصد اسپرم‌های با رئولوژی مثبت را افزایش دادند (001/0p<؛ جدول 2).رئولوژی مثبت برای اسپرم های منفرد و تافت ها به ترتیب تقریباً 53% و 85% تخمین زده می شود.
مشاهده شده است که اسپرم جوجه های شارکاسی بلافاصله پس از انزال دسته های خطی متشکل از ده ها نفر را تشکیل می دهند.طول و ضخامت این تافت ها با گذشت زمان افزایش می یابد و ممکن است چندین ساعت قبل از پراکندگی در شرایط آزمایشگاهی باقی بمانند (فیلم 3).این دسته های رشته ای به شکل اسپرم اکیدنا هستند که در انتهای اپیدیدیم تشکیل می شوند.مشخص شده است که منی مرغ شارکاشی در کمتر از یک دقیقه پس از جمع آوری تمایل زیادی به آگلوتینه شدن و تشکیل یک بسته مشبک دارد.این پرتوها پویا هستند و می توانند به دیوارهای مجاور یا اجسام ساکن بچسبند.اگرچه بسته های اسپرم سرعت سلول های اسپرم را کاهش می دهند، اما واضح است که از نظر ماکروسکوپی خطی بودن آنها را افزایش می دهند.طول بسته ها بسته به تعداد اسپرم های جمع آوری شده در بسته ها متفاوت است.دو قسمت از بسته نرم افزاری جدا شد: قسمت اولیه شامل سر آزاد اسپرم آگلوتینه شده و قسمت انتهایی شامل دم و کل انتهای دیستال اسپرم.با استفاده از یک دوربین پرسرعت (950 فریم در ثانیه)، سرهای آزاد اسپرم آگلوتینه شده در قسمت ابتدایی باندل مشاهده شد که مسئول حرکت بسته نرم افزاری به دلیل حرکت نوسانی است و بقیه را با یک حرکت مارپیچ به داخل بسته می کشاند (ویدئو 4).با این حال، در تافت های بلند، مشاهده شده است که برخی از سرهای اسپرم آزاد چسبیده به بدن و قسمت انتهایی تافت به عنوان پره عمل می کنند تا به حرکت تافت کمک کنند.
در حالی که در جریان آهسته مایع، بسته‌های اسپرم به موازات یکدیگر حرکت می‌کنند، با این حال، شروع به همپوشانی می‌کنند و به هر چیزی که ساکن است می‌چسبند، تا با افزایش سرعت جریان، توسط جریان جاری شسته نشوند.این بسته‌ها زمانی تشکیل می‌شوند که تعداد انگشت شماری از سلول‌های اسپرم به یکدیگر نزدیک می‌شوند، به طور همزمان شروع به حرکت می‌کنند و دور یکدیگر می‌پیچند و سپس به یک ماده چسبنده می‌چسبند.شکل‌های 1 و 2 نشان می‌دهند که چگونه اسپرم‌ها به یکدیگر نزدیک می‌شوند و زمانی که دم‌ها به دور یکدیگر می‌پیچند، یک اتصال ایجاد می‌کنند.
محققان فشار هیدرواستاتیک را برای ایجاد جریان مایع در یک میکروکانال برای مطالعه رئولوژی اسپرم اعمال کردند.یک میکروکانال با اندازه 200 میکرومتر × 20 میکرومتر (W × H) و طول 3.6 میکرومتر استفاده شد.از میکروکانال بین ظروف با سرنگ های نصب شده در انتهای آن استفاده کنید.از رنگ خوراکی برای بیشتر دیده شدن کانال ها استفاده شد.
کابل های اتصال و لوازم جانبی را به دیوار ببندید.فیلم با میکروسکوپ کنتراست فاز گرفته شده است.با هر تصویر، میکروسکوپ کنتراست فاز و تصاویر نقشه برداری ارائه می شود.(الف) اتصال بین دو جریان به دلیل حرکت مارپیچ (فلش قرمز) در برابر جریان مقاومت می کند.(ب) اتصال بین بسته لوله و دیواره کانال (فلش های قرمز)، در همان زمان آنها به دو دسته دیگر (فلش های زرد) متصل می شوند.(C) بسته‌های اسپرم در کانال میکروسیال شروع به اتصال به یکدیگر می‌کنند (فلش‌های قرمز) و شبکه‌ای از بسته‌های اسپرم را تشکیل می‌دهند.(د) تشکیل شبکه ای از بسته های اسپرم.
هنگامی که قطره ای از اسپرم رقیق شده در دستگاه میکروسیال بارگذاری شد و جریانی ایجاد شد، مشاهده شد که پرتو اسپرم برخلاف جهت جریان حرکت می کند.باندل ها به خوبی روی دیواره های میکروکانال ها قرار می گیرند و سرهای آزاد در قسمت ابتدایی باندل ها به خوبی روی آنها قرار می گیرند (فیلم 5).آنها همچنین به ذرات ساکن در مسیر خود، مانند زباله، می چسبند تا در برابر جاروب شدن توسط جریان مقاومت کنند.با گذشت زمان، این تافت‌ها به رشته‌های بلند تبدیل می‌شوند که سایر اسپرم‌های منفرد و تافت‌های کوتاه‌تر را به دام می‌اندازند (ویدئو 6).همانطور که جریان شروع به کند شدن می کند، خطوط طولانی اسپرم شروع به تشکیل شبکه ای از خطوط اسپرم می کند (ویدئو 7؛ شکل 2).
در سرعت جریان بالا (V > 33 میکرومتر بر ثانیه)، حرکات مارپیچی نخ‌ها افزایش می‌یابد، زیرا تلاشی برای گرفتن بسیاری از بسته‌های منفرد تشکیل‌دهنده اسپرم که بهتر در برابر نیروی رانش جریان مقاومت می‌کنند. در سرعت جریان بالا (V > 33 میکرومتر بر ثانیه)، حرکات مارپیچی نخ‌ها افزایش می‌یابد، زیرا تلاشی برای گرفتن بسیاری از بسته‌های منفرد تشکیل‌دهنده اسپرم که بهتر در برابر نیروی رانش جریان مقاومت می‌کنند. При высокой скорости потока (V > 33 mkm/s) спиралевидные движения нитей усиливаются . در سرعت‌های جریان بالا (V > 33 میکرومتر بر ثانیه)، حرکات مارپیچ رشته‌ها افزایش می‌یابد، زیرا تلاش می‌کنند تا بسیاری از اسپرم‌های منفرد را که دسته‌هایی را تشکیل می‌دهند که بهتر می‌توانند در برابر نیروی رانش جریان مقاومت کنند، بگیرند.在高流速(V > 33μm/s)地抵抗流动的漂移力.在 高 流速 (v> 33 میکرومتر بر ثانیه) 时 ， 的 螺旋地 抵抗 的 漂移力 .. . . . . . При высоких скоростях потока (V > 33 mkm/s) спиральное движение нитей увеличивается в попытке захватить множество отдельных spermatozoidov, образующих путочки, чтобящих моќ. در سرعت‌های جریان بالا (V > 33 میکرومتر بر ثانیه)، حرکت مارپیچ رشته‌ها در تلاش برای جذب بسیاری از اسپرم‌های منفرد بسته‌های تشکیل‌دهنده اسپرم برای مقاومت بهتر در برابر نیروهای رانش جریان افزایش می‌یابد.آنها همچنین سعی کردند میکروکانال هایی را به دیواره های جانبی متصل کنند.
بسته‌های اسپرم با استفاده از میکروسکوپ نوری (LM) به‌عنوان خوشه‌های سر اسپرم و دم حلقه‌دار شناسایی شدند.بسته‌های اسپرم با دانه‌های مختلف نیز به‌عنوان سرهای پیچ خورده و دانه‌های تاژکدار، دم‌های چندگانه ذوب شده اسپرم، سرهای اسپرم متصل به دم، و سرهای اسپرم با هسته‌های خمیده به‌عنوان هسته‌های چندگانه ذوب شده شناسایی شده‌اند.میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM).میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) نشان داد که بسته‌های اسپرم، توده‌های غلاف سر اسپرم هستند و دانه‌های اسپرم شبکه‌ای متصل از دم‌های پیچیده شده را نشان می‌دهند.
مورفولوژی و فراساختار اسپرم، تشکیل دسته‌های اسپرم با استفاده از میکروسکوپ نوری (نیم مقطع)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) مورد مطالعه قرار گرفت، اسمیر اسپرم با آکریدین نارنجی رنگ‌آمیزی شد و با استفاده از میکروسکوپ اپی فلورانس مورد بررسی قرار گرفت.
رنگ آمیزی اسمیر اسپرم با پرتقال آکریدین (شکل 3B) نشان داد که سرهای اسپرم به هم چسبیده و با مواد ترشحی پوشانده شده است که منجر به تشکیل تافت های بزرگ می شود (شکل 3D).بسته های اسپرم از توده های اسپرم با شبکه ای از دم های متصل تشکیل شده بود (شکل 4A-C).بسته‌های اسپرم از دم بسیاری از اسپرم‌های چسبیده به هم تشکیل شده‌اند (شکل 4D).اسرار (شکل 4E,F) سر بسته های اسپرم را پوشانده است.
تشکیل بسته اسپرم با استفاده از میکروسکوپ فاز کنتراست و اسمیر اسپرم رنگ آمیزی شده با پرتقال آکریدین، نشان داد که سر اسپرم ها به هم می چسبند.(الف) تشکیل توفت اسپرم اولیه با یک اسپرم (دایره سفید) و سه اسپرم (دایره زرد) شروع می شود که مارپیچ از دم شروع می شود و به سر ختم می شود.(ب) فتومیکروگرافی از یک اسمیر اسپرم رنگ آمیزی شده با نارنجی آکریدین که سرهای اسپرم چسبنده (فلش) را نشان می دهد.ترشحات سر(های) را می پوشاند.بزرگنمایی × 1000. (C) توسعه یک پرتو بزرگ که توسط جریان در یک کانال میکروسیال منتقل می شود (با استفاده از یک دوربین با سرعت بالا با سرعت 950 فریم در ثانیه).(د) میکروگراف یک اسمیر اسپرم رنگ آمیزی شده با پرتقال آکریدین که فلش های بزرگ را نشان می دهد.بزرگنمایی: × 200.
میکروگراف الکترونی روبشی یک پرتو اسپرم و یک اسمیر اسپرم رنگ آمیزی شده با نارنجی آکریدین.(A, B, D, E) میکروگراف‌های الکترونی رنگی دیجیتال اسپرم‌ها هستند و C و F میکروگراف‌هایی از اسمیر اسپرم رنگ‌آمیزی نارنجی آکریدین هستند که اتصال اسپرم‌های متعدد را نشان می‌دهند که تار دمی را می‌پیچند.(AC) تجمعات اسپرم به صورت شبکه ای از دنباله های متصل (فلش) نشان داده می شوند.(د) چسبندگی چند اسپرم (با ماده چسبنده، طرح کلی صورتی، فلش) که به دور دم پیچیده شده اند.(E و F) دانه های سر اسپرم (اشاره گر) پوشیده شده با مواد چسبنده (اشاره گر).اسپرم‌ها دسته‌هایی با چندین ساختار گرداب مانند (F) تشکیل دادند.(C) × 400 و (F) × 200 بزرگنمایی.
با استفاده از میکروسکوپ الکترونی عبوری، متوجه شدیم که بسته‌های اسپرم دارای دم‌های متصل (شکل 6A, C)، سرهای متصل به دم (شکل 6B)، یا سرهای متصل به دم (شکل 6D) هستند.سر اسپرم ها در بسته نرم افزاری منحنی هستند و در بخش دو ناحیه هسته ای نمایش داده می شوند (شکل 6D).در بسته برش، اسپرم دارای سر پیچ خورده با دو ناحیه هسته ای و چندین ناحیه تاژک بود (شکل 5A).
میکروگراف الکترونی رنگی دیجیتال که دم های اتصال دهنده در بسته اسپرم و مواد آگلوتینه کننده سرهای اسپرم را به هم متصل می کند.الف) دم چسبیده تعداد زیادی اسپرم.توجه کنید که دم در هر دو طرح عمودی (فلش) و افقی (فلش) چگونه به نظر می رسد.(ب) سر (تیر) نطفه به دم (پیکان) متصل است.(ج) چند دم اسپرم (فلش) متصل است.(د) مواد آگلوتیناسیون (AS، آبی) چهار سر اسپرم (بنفش) را به هم متصل می کند.
میکروسکوپ الکترونی روبشی برای تشخیص سرهای اسپرم در بسته‌های اسپرم پوشیده شده با ترشحات یا غشاء استفاده شد (شکل 6B)، که نشان می‌دهد بسته‌های اسپرم توسط مواد خارج سلولی لنگر انداخته‌اند.مواد آگلوتینه شده در سر اسپرم (مجموعه سر مانند چتر دریایی؛ شکل 5B) متمرکز شد و در قسمت دیستال منبسط شد و هنگامی که با نارنجی آکریدین رنگ آمیزی شد، ظاهر زرد درخشانی در زیر میکروسکوپ فلورسانس ایجاد کرد (شکل 6C).این ماده در زیر میکروسکوپ روبشی به وضوح قابل مشاهده است و به عنوان یک اتصال دهنده در نظر گرفته می شود.بخش های نیمه نازک (شکل 5C) و اسمیرهای اسپرم رنگ آمیزی شده با نارنجی آکریدین، بسته های اسپرم حاوی سرهای فشرده و دم های پیچ خورده را نشان دادند (شکل 5D).
فتومیکروگراف های مختلف که تجمع سرهای اسپرم و دم های چین خورده را با استفاده از روش های مختلف نشان می دهد.(الف) میکروگراف الکترونی انتقال رنگ دیجیتال مقطعی از یک بسته اسپرم که یک سر اسپرم مارپیچ با یک هسته دو قسمتی (آبی) و چندین قسمت تاژکدار (سبز) را نشان می‌دهد.(ب) میکروگراف الکترونی اسکن رنگی دیجیتال که مجموعه‌ای از سر اسپرم‌های چتر دریایی مانند (فلش) را نشان می‌دهد که به نظر پوشیده شده‌اند.(C) بخش نیمه نازک که سرهای اسپرم جمع شده (فلش) و دم پیچ خورده (فلش) را نشان می دهد.(د) میکروگراف یک اسمیر اسپرم رنگ‌آمیزی شده با نارنجی آکریدین که توده‌هایی از سر اسپرم (فلش‌ها) و دم‌های پیچ خورده چسبنده (فلش) را نشان می‌دهد.توجه داشته باشید که یک ماده چسبنده (S) سر اسپرم را می پوشاند.(D) × 1000 بزرگنمایی.
با استفاده از میکروسکوپ الکترونی عبوری (شکل 7A)، همچنین اشاره شد که سرهای اسپرم پیچ خورده و هسته ها شکل مارپیچی دارند، همانطور که توسط لام اسپرم رنگ آمیزی شده با نارنجی آکریدین و بررسی با استفاده از میکروسکوپ فلورسانس تایید شد (شکل 7B).
(الف) میکروگراف الکترونی انتقال رنگ دیجیتال و (B) اسمیر اسپرم رنگ آمیزی شده با نارنجی آکریدین که سرهای پیچ خورده و اتصال سر و دم اسپرم را نشان می دهد (فلش).(ب) بزرگنمایی 1000.
یک یافته جالب این است که اسپرم شرکازی برای تشکیل دسته های رشته ای متحرک تجمع می یابد.خواص این بسته ها به ما امکان می دهد نقش احتمالی آنها را در جذب و ذخیره اسپرم در SST درک کنیم.
پس از جفت گیری، اسپرم وارد واژن می شود و تحت یک فرآیند انتخاب شدید قرار می گیرد که در نتیجه تنها تعداد محدودی از اسپرم ها وارد SST15,16 می شود.تا به امروز، مکانیسم ورود و خروج اسپرم از SST نامشخص است.در طیور، اسپرم در SST برای مدت طولانی 2 تا 10 هفته بسته به گونه نگهداری می شود.اختلاف نظر در مورد وضعیت مایع منی در طول ذخیره سازی در SST وجود دارد.آیا آنها در حال حرکت هستند یا در حال استراحت؟به عبارت دیگر، سلول های اسپرم چگونه موقعیت خود را در SST برای مدت طولانی حفظ می کنند؟
Forman4 پیشنهاد کرد که سکونت و جهش SST را می توان برحسب تحرک اسپرم توضیح داد.فرضیه نویسندگان این است که اسپرم ها با شنا کردن بر خلاف جریان مایع ایجاد شده توسط اپیتلیوم SST موقعیت خود را حفظ می کنند و زمانی که سرعت آنها به دلیل کمبود انرژی به پایین تر از نقطه ای که در آن شروع به حرکت به سمت عقب می کنند، از SST خارج می شود.Zaniboni5 وجود آکواپورین های 2، 3 و 9 را در بخش آپیکال سلول های اپیتلیال SST تایید کرد که ممکن است به طور غیرمستقیم از مدل ذخیره اسپرم Foreman پشتیبانی کند.در مطالعه کنونی، متوجه شدیم که تقریباً نیمی از اسپرم‌های شارکاشی رئولوژی مثبتی در مایع جاری نشان می‌دهند، و بسته‌های اسپرم آگلوتینه شده تعداد اسپرم‌هایی را که رئولوژی مثبت نشان می‌دهند، افزایش می‌دهد، اگرچه آگلوتیناسیون آنها را کند می‌کند.اینکه چگونه سلول‌های اسپرم از لوله فالوپ پرنده به سمت محل لقاح حرکت می‌کنند، به طور کامل درک نشده است.در پستانداران، مایع فولیکولی باعث جذب شیمیایی اسپرم می شود.با این حال، اعتقاد بر این است که مواد جذب کننده شیمیایی اسپرم را به سمت مسافت های طولانی هدایت می کنند.بنابراین مکانیسم های دیگری مسئول انتقال اسپرم هستند.گزارش شده است که توانایی اسپرم برای جهت گیری و جریان در برابر مایع لوله فالوپ آزاد شده پس از جفت گیری، عامل اصلی هدف قرار دادن اسپرم در موش است.پارکر 17 پیشنهاد کرد که اسپرم ها با شنا کردن بر خلاف جریان مژگانی در پرندگان و خزندگان از مجرای تخمدان عبور کنند.اگرچه به طور تجربی در پرندگان نشان داده نشده است، Adolphi18 اولین کسی بود که دریافت که اسپرم پرندگان هنگامی که یک لایه نازک مایع بین یک پوشش و لام با یک نوار کاغذ صافی ایجاد می‌شود، نتایج مثبتی به دست می‌دهد.رئولوژی.هینو و یاناگیماچی [19] یک کمپلکس تخمدان-لوله-رحم موش را در یک حلقه پرفیوژن قرار دادند و 1 میکرولیتر جوهر را به تنگه تزریق کردند تا جریان مایع در لوله های فالوپ را تجسم کنند.آنها متوجه حرکت بسیار فعال انقباض و آرامش در لوله فالوپ شدند که در آن تمام توپ های جوهر به طور پیوسته به سمت آمپول لوله فالوپ حرکت می کردند.نویسندگان بر اهمیت جریان مایع لوله‌ای از لوله‌های فالوپ پایین به لوله‌های فالوپ بالایی برای بالا بردن و لقاح اسپرم تاکید می‌کنند.Brillard20 گزارش کرد که در جوجه ها و بوقلمون ها، اسپرم ها با حرکت فعال از ورودی واژن، جایی که ذخیره می شوند، به محل اتصال رحم و واژن، جایی که ذخیره می شوند، مهاجرت می کنند.با این حال، این حرکت بین محل اتصال رحم واژینال و اینفاندیبولوم لازم نیست زیرا اسپرم ها با جابجایی غیرفعال منتقل می شوند.با دانستن این توصیه‌های قبلی و نتایج به‌دست‌آمده در مطالعه حاضر، می‌توان فرض کرد که توانایی اسپرم در حرکت به سمت بالا (رئولوژی) یکی از ویژگی‌هایی است که فرآیند انتخاب بر آن استوار است.این امر عبور اسپرم ها از واژن و ورود آنها به CCT را برای ذخیره سازی تعیین می کند.همانطور که Forman4 پیشنهاد کرد، این ممکن است فرآیند ورود اسپرم به SST و زیستگاه آن را برای یک دوره زمانی و سپس خروج زمانی که سرعت آنها شروع به کند شدن کرد، تسهیل کند.
از سوی دیگر، ماتسوزاکی و ساسانامی 21 پیشنهاد کردند که اسپرم پرندگان در دستگاه تناسلی نر و ماده دچار تغییرات حرکتی از خواب به تحرک می شوند.مهار تحرک اسپرم ساکن در SST برای توضیح زمان ذخیره طولانی اسپرم و سپس جوانسازی پس از خروج از SST پیشنهاد شده است.تحت شرایط هیپوکسیک، ماتسوزاکی و همکاران.1 تولید و آزادسازی بالای لاکتات در SST را گزارش کرد که ممکن است منجر به مهار تحرک اسپرم ساکن شود.در این مورد، اهمیت رئولوژی اسپرم در انتخاب و جذب اسپرم منعکس می شود و نه در ذخیره سازی آنها.
الگوی آگلوتیناسیون اسپرم توضیح قابل قبولی برای دوره ذخیره طولانی اسپرم در SST در نظر گرفته می شود، زیرا این یک الگوی رایج حفظ اسپرم در طیور است 2،22،23.باکست و همکاران2 مشاهده کرد که بیشتر اسپرم ها به یکدیگر چسبیده اند و توده های فاسیکولار را تشکیل می دهند و اسپرم های منفرد به ندرت در CCM بلدرچین یافت می شوند.از سوی دیگر، ون و همکاران.24 اسپرم پراکنده بیشتر و تعداد کمتری از اسپرم در لومن SST در جوجه ها مشاهده شد.بر اساس این مشاهدات، می توان فرض کرد که تمایل به آگلوتیناسیون اسپرم در بین پرندگان و بین اسپرم در یک انزال متفاوت است.علاوه بر این، ون کری و همکاران.9 پیشنهاد می کند که تفکیک تصادفی اسپرم آگلوتینه شده مسئول نفوذ تدریجی اسپرم به لومن لوله فالوپ است.با توجه به این فرضیه، ابتدا باید اسپرم هایی با ظرفیت آگلوتیناسیون پایین تر از SST خارج شوند.در این زمینه، توانایی اسپرم برای آگلوتیناسیون ممکن است عاملی موثر بر نتیجه رقابت اسپرم در پرندگان کثیف باشد.علاوه بر این، هر چه اسپرم آگلوتینه شده بیشتر از هم جدا شود، باروری طولانی تری حفظ می شود.
اگرچه تجمع و تجمع اسپرماتوزوئیدها در بسته‌ها در چندین مطالعه مشاهده شده است.چندین تلاش برای مطالعه آگلوتیناسیون اسپرم در شرایط آزمایشگاهی انجام شده است.هنگامی که سیم نازک از قطره دانه آویزان برداشته شد، تجمع گسترده اما گذرا مشاهده شد.این منجر به این واقعیت می شود که یک حباب دراز از قطره بیرون زده و از غده منی تقلید می کند.به دلیل محدودیت های سه بعدی و زمان های خشک شدن کوتاه قطره ای، کل بلوک به سرعت از بین رفت.در مطالعه حاضر، با استفاده از جوجه‌های شارکاشی و تراشه‌های میکروسیال، توانستیم نحوه تشکیل این تافت‌ها و نحوه حرکت آن‌ها را شرح دهیم.بسته‌های اسپرم بلافاصله پس از جمع‌آوری منی تشکیل می‌شوند و مشخص شد که به صورت مارپیچی حرکت می‌کنند و رئولوژی مثبتی را در صورت وجود در جریان نشان می‌دهند.علاوه بر این، هنگامی که به صورت ماکروسکوپی مشاهده می شود، بسته های اسپرم برای افزایش خطی بودن تحرک در مقایسه با اسپرم های جدا شده مشاهده شده است.این نشان می دهد که آگلوتیناسیون اسپرم ممکن است قبل از نفوذ SST اتفاق بیفتد و تولید اسپرم به دلیل استرس همانطور که قبلاً پیشنهاد شد به یک منطقه کوچک محدود نمی شود (Tingari and Lake12).در طول تشکیل تافت، اسپرم ها به طور همزمان شنا می کنند تا زمانی که یک اتصال ایجاد می کنند، سپس دم آنها به دور یکدیگر می پیچد و سر اسپرم آزاد می ماند، اما دم و قسمت انتهایی اسپرم با یک ماده چسبنده به هم می چسبند.بنابراین سر آزاد رباط مسئول حرکت است و بقیه رباط را می کشد.میکروسکوپ الکترونی روبشی بسته‌های اسپرم، سرهای اسپرم متصل را نشان می‌دهد که با مواد چسبنده زیادی پوشیده شده‌اند، که نشان می‌دهد سر اسپرم‌ها در بسته‌های استراحتی متصل شده‌اند، که ممکن است پس از رسیدن به محل ذخیره (SST) رخ داده باشد.
هنگامی که اسمیر اسپرم با نارنجی آکریدین رنگ آمیزی می شود، مواد چسبنده خارج سلولی در اطراف سلول های اسپرم در زیر میکروسکوپ فلورسنت دیده می شود.این ماده به بسته‌های اسپرم اجازه می‌دهد به سطوح یا ذرات اطراف بچسبند و به آن بچسبند تا با جریان اطراف حرکت نکنند.بنابراین، مشاهدات ما نقش چسبندگی اسپرم را در قالب بسته‌های متحرک نشان می‌دهد.توانایی آنها در شنا کردن بر خلاف جریان و چسبیدن به سطوح مجاور به اسپرم اجازه می دهد تا مدت بیشتری در SST باقی بماند.
Rothschild25 از یک دوربین هموسیتومتری برای مطالعه توزیع شناور مایع منی گاو در یک قطره سوسپانسیون استفاده کرد و از طریق دوربینی با محور نوری عمودی و افقی میکروسکوپ عکسبرداری کرد.نتایج نشان داد که اسپرم ها به سطح محفظه جذب می شوند.نویسندگان پیشنهاد می کنند که ممکن است فعل و انفعالات هیدرودینامیکی بین اسپرم و سطح وجود داشته باشد.با در نظر گرفتن این موضوع، همراه با توانایی منی جوجه شارکاشی در تشکیل تافت های چسبنده، ممکن است احتمال چسبیدن منی به دیواره SST و نگهداری طولانی مدت را افزایش دهد.
Bccetti و Afzeliu26 گزارش کردند که گلیکوکالیکس اسپرم برای شناسایی گامت و آگلوتیناسیون لازم است.Forman10 مشاهده کرد که هیدرولیز پیوندهای α-گلیکوزیدی در پوشش‌های گلیکوپروتئین-گلیکولیپید با درمان مایع منی پرندگان با نورآمینیداز منجر به کاهش باروری بدون تأثیر بر تحرک اسپرم شد.نویسندگان پیشنهاد می‌کنند که اثر نورآمینیداز بر گلیکوکالیکس، جداسازی اسپرم در محل اتصال رحم به واژن را مختل می‌کند و در نتیجه باروری را کاهش می‌دهد.مشاهدات آنها نمی تواند این احتمال را که درمان نورآمینیداز ممکن است تشخیص اسپرم و تخمک را کاهش دهد نادیده بگیرد.Forman و Engel10 دریافتند که با تلقیح داخل واژینال مرغ ها با مایع منی تحت درمان با نورآمینیداز، باروری کاهش می یابد.با این حال، IVF با اسپرم تیمار شده با نورآمینیداز بر باروری در مقایسه با جوجه‌های کنترل تأثیری نداشت.نویسندگان به این نتیجه رسیدند که تغییرات در پوشش گلیکوپروتئین-گلیکولیپید در اطراف غشای اسپرم، توانایی اسپرم برای بارور شدن را با اختلال در جداسازی اسپرم در محل اتصال رحم به واژینال کاهش می‌دهد، که به نوبه خود باعث افزایش از دست رفتن اسپرم به دلیل سرعت حرکت رحم و فشار خون واژینال می‌شود.
در بوقلمون‌ها Bakst و Bauchan 11 وزیکول‌های کوچک و قطعات غشایی را در لومن SST یافتند و مشاهده کردند که برخی از این دانه‌ها با غشای اسپرم ترکیب شده‌اند.نویسندگان پیشنهاد می کنند که این روابط ممکن است به ذخیره طولانی مدت اسپرم در SST کمک کند.با این حال، محققان منبع این ذرات را مشخص نکردند، آیا این ذرات توسط سلول‌های اپیتلیال CCT ترشح می‌شوند، توسط سیستم تناسلی مردان تولید و ترشح می‌شوند یا توسط خود اسپرم تولید می‌شوند.همچنین این ذرات مسئول آگلوتیناسیون هستند.Grützner و همکاران 27 گزارش کردند که سلول های اپیتلیال اپیدیدیم پروتئین خاصی را تولید و ترشح می کنند که برای تشکیل مجاری منی تک منافذ لازم است.نویسندگان همچنین گزارش می دهند که پراکندگی این دسته ها به تعامل پروتئین های اپیدیدیم بستگی دارد.نیکسون و همکاران 28 دریافتند که آدنکس پروتئینی ترشح می کند، استئونکتین اسیدی غنی از سیستئین.SPARC در تشکیل تافت های اسپرم در اکیدناهای منقار کوتاه و پلاتیپوس نقش دارد.پراکندگی این پرتوها با از بین رفتن این پروتئین همراه است.
در مطالعه حاضر، تجزیه و تحلیل فراساختاری با استفاده از میکروسکوپ الکترونی نشان داد که اسپرم به مقدار زیادی از مواد متراکم چسبیده است.تصور می شود که این مواد مسئول آگلوتیناسیون هستند که بین و اطراف سرهای چسبنده متراکم می شود، اما در غلظت های کمتر در ناحیه دم.ما فرض می کنیم که این ماده چسبنده از دستگاه تناسلی مرد (اپیدیدیم یا مجرای دفران) همراه با مایع منی دفع می شود، زیرا اغلب مشاهده می کنیم که منی در طول انزال از لنف و پلاسمای منی جدا می شود.گزارش شده است که با عبور اسپرم پرندگان از اپیدیدیم و مجرای دفران، تغییرات مربوط به بلوغ را تجربه می کنند که از توانایی آنها برای اتصال پروتئین ها و به دست آوردن گلیکوپروتئین های مرتبط با لمای پلاسما پشتیبانی می کند.ماندگاری این پروتئین ها بر روی غشاهای اسپرم ساکن در SST نشان می دهد که این پروتئین ها ممکن است بر کسب ثبات غشای اسپرم تأثیر بگذارند و باروری آنها را تعیین کنند.احمد و همکاران 32 گزارش کردند که اسپرم به دست آمده از قسمت های مختلف دستگاه تناسلی نر (از بیضه ها تا مجرای مجرای انتهایی) افزایش پیشرونده ای در زنده ماندن در شرایط ذخیره سازی مایع بدون توجه به دمای نگهداری نشان داد و زنده ماندن در جوجه ها نیز در لوله های فالوپ پس از لقاح مصنوعی افزایش می یابد.
تافت های اسپرم مرغ شارکاشی نسبت به گونه های دیگر مانند اکیدنا، پلاتیپوس، موش های چوبی، موش های آهو و خوکچه هندی ویژگی ها و عملکردهای متفاوتی دارند.در جوجه‌های شارکاسی، تشکیل دسته‌های اسپرم‌ها سرعت شنای آن‌ها را در مقایسه با اسپرم‌های منفرد کاهش داد.با این حال، این بسته‌ها درصد اسپرم‌های رئولوژیکی مثبت را افزایش دادند و توانایی اسپرم‌ها را برای تثبیت خود در یک محیط پویا افزایش دادند.بنابراین، نتایج ما پیشنهاد قبلی را تأیید می کند که آگلوتیناسیون اسپرم در SST با ذخیره طولانی مدت اسپرم مرتبط است.ما همچنین فرض می کنیم که تمایل اسپرم به تشکیل تافت ممکن است میزان از دست دادن اسپرم در SST را کنترل کند، که ممکن است نتیجه رقابت اسپرم را تغییر دهد.بر اساس این فرض، اسپرم با ظرفیت آگلوتیناسیون پایین ابتدا SST را آزاد می کند، در حالی که اسپرم با ظرفیت آگلوتیناسیون بالا بیشتر فرزندان را تولید می کند.تشکیل بسته‌های اسپرم تک منافذ مفید است و بر نسبت والدین به فرزند تأثیر می‌گذارد، اما از مکانیسم متفاوتی استفاده می‌کند.در اکیدناها و پلاتیپوس ها، اسپرم ها به موازات یکدیگر قرار گرفته اند تا سرعت پرتو به جلو را افزایش دهند.دسته‌های اکیدنا تقریباً سه برابر سریع‌تر از اسپرم‌های منفرد حرکت می‌کنند.اعتقاد بر این است که تشکیل چنین توده‌های اسپرمی در اکیدنا یک سازگاری تکاملی برای حفظ سلطه است، زیرا ماده‌ها بی‌بند و بار هستند و معمولاً با چندین نر جفت می‌شوند.بنابراین، اسپرم های حاصل از انزال های مختلف به شدت برای لقاح تخمک رقابت می کنند.
تجسم اسپرم آگلوتینه جوجه های شارکاسی با استفاده از میکروسکوپ فاز کنتراست آسان است، که سودمند در نظر گرفته می شود زیرا امکان مطالعه آسان رفتار اسپرم را در شرایط آزمایشگاهی فراهم می کند.مکانیسمی که توسط آن تشکیل توفت اسپرم باعث افزایش تولید مثل در جوجه‌های شارکاسی می‌شود با مکانیسمی که در برخی از پستانداران جفتی مشاهده می‌شود که نشان دهنده رفتار اسپرم‌های مشارکتی مانند موش‌های چوبی هستند، متفاوت است، جایی که برخی از اسپرم‌ها به تخم‌ها می‌رسند و به سایر افراد مرتبط کمک می‌کنند تا به تخمک‌های خود برسند و به آنها آسیب برسانند.برای اثبات خودترفتار نوع دوستانهخود لقاح 34. نمونه دیگری از رفتار مشارکتی در اسپرم در موش های گوزن مشاهده شد، جایی که اسپرم ها قادر به شناسایی و ترکیب با نزدیک ترین اسپرم های ژنتیکی و تشکیل گروه های تعاونی برای افزایش سرعت خود در مقایسه با اسپرم های غیرمرتبط بودند35.
نتایج به‌دست‌آمده در این مطالعه با تئوری فومن مبنی بر ذخیره طولانی‌مدت اسپرم در SWS مغایرتی ندارد.محققان گزارش می‌دهند که سلول‌های اسپرم در جریان سلول‌های اپیتلیال پوشش SST برای مدت طولانی به حرکت خود ادامه می‌دهند و پس از یک دوره زمانی معین، ذخایر انرژی سلول‌های اسپرم تخلیه می‌شوند و در نتیجه سرعت کاهش می‌یابد که امکان دفع مواد با وزن مولکولی کوچک را فراهم می‌کند.انرژی اسپرم با جریان مایع از لومن SST حفره لوله فالوپ.در مطالعه کنونی، مشاهده کردیم که نیمی از اسپرم‌های منفرد توانایی شنا کردن بر خلاف مایعات جاری را نشان دادند و چسبندگی آنها در بسته، توانایی آنها را برای نشان دادن رئولوژی مثبت افزایش داد.علاوه بر این، داده های ما با داده های ماتسوزاکی و همکاران سازگار است.1 که گزارش داد که افزایش ترشح لاکتات در SST ممکن است حرکت اسپرم ساکن را مهار کند.با این حال، نتایج ما شکل‌گیری رباط‌های متحرک اسپرم و رفتار رئولوژیکی آنها را در حضور یک محیط پویا در یک میکروکانال در تلاش برای روشن کردن رفتار آنها در SST توصیف می‌کند.تحقیقات آینده ممکن است بر تعیین ترکیب شیمیایی و منشاء عامل آگلوتینه کننده متمرکز شود، که بدون شک به محققان کمک می کند تا راه های جدیدی برای ذخیره مایع منی و افزایش مدت زمان باروری ایجاد کنند.
15 شرکاسی نر گردن برهنه 30 هفته ای (هموزیگوت غالب؛ Na Na) به عنوان اهداکنندگان اسپرم در این مطالعه انتخاب شدند.این پرندگان در مزرعه تحقیقاتی طیور دانشکده کشاورزی، دانشگاه آشیت، استان آشیت، مصر پرورش داده شدند.پرندگان در قفس های جداگانه (30×40×40 سانتی متر)، تحت یک برنامه نوری (16 ساعت نور و 8 ساعت تاریکی) قرار گرفتند و با جیره ای حاوی 160 گرم پروتئین خام، 2800 کیلو کالری انرژی قابل سوخت و ساز، هر کدام 35 گرم کلسیم تغذیه شدند.5 گرم فسفر موجود در هر کیلوگرم رژیم غذایی.
بر اساس داده های 36 و 37، منی از مردان با ماساژ شکم جمع آوری شد.در مجموع 45 نمونه منی از 15 مرد طی 3 روز جمع آوری شد.منی (n=15/day) بلافاصله 1:1 (v:v) با رقیق کننده منی Belsville Poultry، که حاوی دی فسفات پتاسیم (1.27 گرم)، مونوسدیم گلوتامات مونوهیدرات (0.867 گرم)، فروکتوز (0.5 روز) سدیم بی آب است رقیق شد.استات (0.43 گرم)، تریس (هیدروکسی متیل) آمینو متان (0.195 گرم)، سیترات پتاسیم مونوهیدرات (0.064 گرم)، مونوفسفات پتاسیم (0.065 گرم)، کلرید منیزیم (0.034 گرم) و H2O (100 میلی لیتر، msm3km، 100 میلی‌لیتر، 3 میلی‌لیتر میلی‌لیتر، mskosk=100)نمونه های منی رقیق شده ابتدا در زیر میکروسکوپ نوری مورد بررسی قرار گرفتند تا از کیفیت خوب منی (رطوبت) اطمینان حاصل شود و سپس در یک حمام آب در دمای 37 درجه سانتیگراد تا استفاده در عرض نیم ساعت پس از جمع آوری نگهداری شدند.
سینماتیک و رئولوژی اسپرم با استفاده از سیستمی از دستگاه های میکروسیال توصیف شده است.نمونه‌های منی بیشتر در رقیق‌کننده منی پرندگان Beltsville تا 1:40 رقیق شدند، در یک دستگاه میکروسیالی بارگذاری شدند (به زیر مراجعه کنید)، و پارامترهای جنبشی با استفاده از یک سیستم آنالیز منی کامپیوتری (CASA) که قبلاً برای شناسایی میکروسیال‌ها توسعه داده شده بود، تعیین شدند.در مورد تحرک اسپرم در محیط مایع (گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه Assiut، مصر).این افزونه را می توانید در: http://www.assiutmicrofluidics.com/research/casa39 دانلود کنید.سرعت منحنی (VCL، میکرومتر بر ثانیه)، سرعت خطی (VSL، میکرومتر بر ثانیه) و سرعت متوسط ​​مسیر (VAP، میکرومتر بر ثانیه) اندازه‌گیری شد.فیلم‌های اسپرم‌ها با استفاده از میکروسکوپ کنتراست فاز Optika XDS-3 معکوس (با شیئ 40 برابر) متصل به دوربین Tucson ISH1000 با سرعت 30 فریم در ثانیه به مدت 3 ثانیه گرفته شد.از نرم افزار CASA برای مطالعه حداقل سه ناحیه و 500 مسیر اسپرم در هر نمونه استفاده کنید.فیلم ضبط شده با استفاده از CASA خانگی پردازش شد.تعریف تحرک در پلاگین CASA بر اساس سرعت شنای اسپرم در مقایسه با سرعت جریان است و پارامترهای دیگری مانند حرکت پهلو به پهلو را شامل نمی شود، زیرا مشخص شده است که این حرکت در جریان مایع قابل اعتمادتر است.حرکت رئولوژیکی به عنوان حرکت سلول های اسپرم در خلاف جهت جریان مایع توصیف می شود.اسپرم با خواص رئولوژیکی بر تعداد اسپرم متحرک تقسیم شد.اسپرم‌هایی که در حالت استراحت بودند و اسپرم‌هایی که حرکت همرفتی داشتند از شمارش حذف شدند.
تمام مواد شیمیایی مورد استفاده از داروسازی Elgomhoria (قاهره، مصر) به دست آمده است، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد.این دستگاه همانطور که توسط El-sherry و همکارانش توضیح داده شده است، ساخته شده است.40 با برخی تغییرات.مواد مورد استفاده برای ساخت میکروکانال ها شامل صفحات شیشه ای (Howard Glass، Worcester، MA)، SU-8-25 resist negative (MicroChem، Newton، CA)، الکل دی استون (Sigma Aldrich، Steinheim، آلمان)، و پلی استون بود.-184، داو کورنینگ، میدلند، میشیگان).میکروکانال ها با استفاده از لیتوگرافی نرم ساخته می شوند.ابتدا یک ماسک صورت محافظ شفاف با طرح میکروکانال مورد نظر بر روی یک چاپگر با وضوح بالا (Prismatic، قاهره، مصر و پاسیفیک Arts and Design، Markham، ON) چاپ شد.استادان با استفاده از صفحات شیشه ای به عنوان بستر ساخته شده اند.صفحات در استون، ایزوپروپانول و آب دیونیزه تمیز شده و سپس با یک لایه 20 میکرومتری SU8-25 با پوشش چرخشی (3000 دور در دقیقه، 1 دقیقه) پوشانده شدند.لایه های SU-8 سپس به آرامی (65 درجه سانتیگراد، 2 دقیقه و 95 درجه سانتیگراد، 10 دقیقه) خشک شدند و به مدت 50 ثانیه در معرض تابش UV قرار گرفتند.بعد از قرار گرفتن در معرض در دمای 65 درجه سانتیگراد و 95 درجه سانتیگراد به مدت 1 دقیقه و 4 دقیقه بپزید تا لایه‌های SU-8 در معرض اتصال متقابل ایجاد شود و سپس به مدت 6.5 دقیقه در الکل دی استون ایجاد شود.وافل ها را به سختی بپزید (200 درجه سانتیگراد به مدت 15 دقیقه) تا لایه SU-8 سفت شود.
PDMS با مخلوط کردن مونومر و هاردنر در نسبت وزنی 10:1 تهیه شد، سپس در یک خشک کن خلاء گاز زدایی شد و بر روی قاب اصلی SU-8 ریخته شد.PDMS در یک آون (120 درجه سانتیگراد، 30 دقیقه) پخت شد، سپس کانالها بریده شدند، از اصلی جدا شدند و سوراخ شدند تا لوله ها در ورودی و خروجی میکروکانال متصل شوند.در نهایت، ریزکانال‌های PDMS با استفاده از یک پردازنده کرونای قابل حمل (Electro-Technic Products، Chicago، IL) به طور دائم به اسلایدهای میکروسکوپ متصل شدند.میکروکانال مورد استفاده در این مطالعه 200 میکرومتر × 20 میکرومتر (W × H) و 3.6 سانتی متر طول دارد.
جریان سیال ناشی از فشار هیدرواستاتیک در داخل میکروکانال با حفظ سطح سیال در مخزن ورودی بالاتر از اختلاف ارتفاع Δh39 در مخزن خروجی به دست می آید (شکل 1).
که در آن f ضریب اصطکاک است که به صورت f = C/Re برای جریان آرام در یک کانال مستطیلی تعریف می شود، که در آن C بسته به نسبت ابعاد کانال ثابت است، L طول میکروکانال، Vav سرعت متوسط ​​در داخل میکروکانال، Dh قطر هیدرولیک کانال، g - شتاب گرانش است.با استفاده از این معادله می توان سرعت متوسط ​​کانال را با استفاده از معادله زیر محاسبه کرد: