Tapadh leibh airson tadhal air Nature.com. Tha taic CSS cuibhrichte aig an dreach brabhsair a tha thu a’ cleachdadh. Airson an eòlas as fheàrr, tha sinn a’ moladh gun cleachd thu brabhsair ùraichte (no gun cuir thu dheth Modh Co-chòrdalachd ann an Internet Explorer). Aig an aon àm, gus dèanamh cinnteach à taic leantainneach, nì sinn an làrach-lìn gun stoidhlichean agus JavaScript.
Tha torachas eun an urra ri an comas gu leòr sperm beòthail a stòradh airson ùine mhòr anns na tiùban stòraidh sperm (SST). Tha an dearbh dhòigh leis a bheil spermatozoa a’ dol a-steach don SST, a’ fuireach ann, agus a’ fàgail an SST fhathast connspaideach. Sheall sperm chearcan sharkasi claonadh àrd gu greabhadh, a’ cruthachadh pasganan filamentous gluasadach anns an robh mòran cheallan. Air sgàth cho duilich ‘s a tha e gluasad agus giùlan spermatozoa fhaicinn ann an tiùb fallopian neo-shoilleir, chleachd sinn inneal microfluidic le earrann-tarsainn microchannel coltach ri spermatozoa gus sgrùdadh a dhèanamh air greabhadh agus gluasad spermatozoa. Tha an sgrùdadh seo a’ beachdachadh air mar a bhios pasganan sperm a’ cruthachadh, mar a ghluaiseas iad, agus an dreuchd a dh’ fhaodadh a bhith aca ann a bhith a’ leudachadh còmhnaidh sperm san SST. Rinn sinn sgrùdadh air astar sperm agus giùlan reòlais nuair a chaidh sruthadh lionn a chruthachadh taobh a-staigh seanail microfluidic le cuideam hydrostatic (ìre sruthadh = 33 µm / s). Bidh na spermatozoa buailteach a bhith a’ snàmh an aghaidh an t-sruth (reòlais dheimhinneach) agus tha astar pasgan an spermatozoon air a lughdachadh gu mòr an taca ri spermatozoa singilte. Chaidh fhaicinn gu bheil pasganan sperm a’ gluasad ann an spìosrach agus a’ meudachadh ann am fad agus tiugh mar a bhios barrachd sperm singilte gan fastadh. Chaidh pasganan sperm fhaicinn a’ tighinn faisg air agus a’ cumail ri ballachan-taobh nan seanalan meanbh-shruthach gus nach biodh iad air an sguabadh le astar sruthadh lionn > 33 µm/s. Chaidh pasganan sperm fhaicinn a’ tighinn faisg air agus a’ cumail ri ballachan-taobh nan seanalan meanbh-shruthach gus nach biodh iad air an sguabadh le astar sruthadh lionn > 33 µm/s. Было замечено, что пучки сперматозоидов приближаются agus прилипают к боковым стенкам микрофлюидовлю чтобы избежать сметания со скоростью потока жидкости > 33 мкм / с. Chaidh fhaicinn gu bheil pasganan sperm a’ tighinn faisg air ballachan taobh nan seanalan meanbh-shruthach agus a’ cumail riutha gus nach tèid an sguabadh air falbh aig ìrean sruthadh lionn >33 µm/s.观 察 到精子束接近并粘附在微流体通道的侧壁上,以避免被流体流速> 33 流速/33 µm/s 扫过. Было замечено, что пучки сперматозоидов приближаются agus прилипают к боковым стенкам микрожаидид избежать сметания потоком жидкости со скоростью > 33 мкм/с. Chaidh fhaicinn gu bheil pasganan sperm a’ tighinn faisg air ballachan taobh an t-seanail mhicrofluidic agus a’ cumail riutha gus nach tèid an sguabadh air falbh le sruthadh lionn aig >33 µm/s.Nochd maicreasgopaidh sganaidh is tar-chuir dealanan gu robh na pasganan sperm air an cumail suas le stuth dùmhail pailt. Tha an dàta a fhuaireadh a’ sealltainn gluasadachd sònraichte spermatozoa cearc Sharkazi, a bharrachd air comas spermatozoa cruinneachadh agus pasganan gluasadach a chruthachadh, a chuidicheas le tuigse nas fheàrr air stòradh fad-ùine spermatozoa ann an SMT.
Gus torrachadh a choileanadh ann an daoine agus a’ mhòr-chuid de bheathaichean, feumaidh sperm agus uighean ruighinn air làrach an torrachaidh aig an àm cheart. Mar sin, feumaidh suirghe tachairt ro no aig àm ovulation. Air an làimh eile, bidh cuid de mhamailean, leithid coin, a bharrachd air gnèithean neo-mhamalach, leithid biastagan, iasg, snàgairean agus eòin, a’ stòradh sperm anns na buill-bodhaig gintinn aca airson ùine mhòr gus am bi na h-uighean aca deiseil airson torrachadh (torrachadh neo-shioncronach 1 ). Tha e comasach dha eòin beòthalachd spermatozoa a chumail suas a tha comasach air uighean a thorrachadh airson 2-10 seachdainean 2 .
Is e feart sònraichte a tha seo a tha a’ dèanamh eadar-dhealachadh air eòin bho bheathaichean eile, leis gu bheil e a’ toirt cothrom àrd air torrachadh an dèidh aon insemination airson grunn sheachdainean gun suirghe agus ovulation aig an aon àm. Tha am prìomh organ stòraidh sperm, ris an canar an tiùb stòraidh sperm (SST), suidhichte anns na filltean mucosal a-staigh aig an snaim uterovaginal. Gu ruige seo, chan eil na dòighean leis a bheil sperm a’ dol a-steach, a’ fuireach agus a’ fàgail banca an sperm air an tuigsinn gu h-iomlan. Stèidhichte air sgrùdaidhean a rinneadh roimhe, chaidh mòran barailean a chur air adhart, ach cha deach gin dhiubh a dhearbhadh.
Bha Forman4 den bheachd gu bheil spermatozoa a’ cumail an àite-còmhnaidh ann an cuas an SST tro ghluasad leantainneach crathaidh an aghaidh stiùireadh sruthadh lionn tro shianalan pròtain a tha suidhichte air ceallan epithelial SST (reòlais). Tha ATP air a lughdachadh air sgàth na gnìomhachd flagellar cunbhalach a tha a dhìth gus an sperm a chumail ann an lumen SST agus mu dheireadh bidh gluasaid a’ crìonadh gus an tèid an sperm a ghiùlan a-mach às a’ bhanca sperm le sruthadh lionn agus tòiseachadh air turas ùr sìos an tiùb fallopian a tha a’ dìreadh gus an sperm a thorrachadh. Ugh (Forman4). Tha am modail seo de stòradh sperm air a chumail suas leis an lorg le immunocytochemistry de aquaporins 2, 3 agus 9 a tha an làthair ann an ceallan epithelial SST. Gu ruige seo, tha sgrùdaidhean air reòlais semen cearc agus a dhreuchd ann an stòradh SST, taghadh sperm faighne, agus farpais sperm gann. Ann an cearcan, bidh sperm a’ dol a-steach don bhànag às deidh suirghe nàdarrach, ach tha còrr air 80% de na spermatozoa air an tilgeil a-mach às a’ bhànag goirid às deidh suirghe. Tha seo a’ moladh gur e am vagina am prìomh làrach airson taghadh sperm ann an eòin. A bharrachd air an sin, chaidh aithris nach eil nas lugha na 1% de sperm a chaidh a thorrachadh anns a’ bhànag a’ crìochnachadh ann an SSTn2. Ann an torrachadh fuadain iseanan anns a’ bhànag, tha an àireamh de sperm a ruigeas SST buailteach a dhol am meud 24 uair an dèidh torrachadh. Gu ruige seo, chan eil dòigh-obrach taghadh sperm rè a’ phròiseis seo soilleir, agus is dòcha gu bheil pàirt chudromach aig gluasaid sperm ann an gabhail sperm SST. Air sgàth ballachan tiugh is neo-shoilleir nan tiùban fallopian, tha e duilich sùil a chumail gu dìreach air gluasaid sperm ann an tiùban fallopian eun. Mar sin, chan eil eòlas bunaiteach againn air mar a bhios sperm ag atharrachadh gu SST às dèidh torrachadh.
O chionn ghoirid, chaidh reòlas aithneachadh mar fheart cudromach a tha a’ cumail smachd air còmhdhail sperm ann an genitalia mamalan. Stèidhichte air comas spermatozoa gluasadach gluasad an-aghaidh an t-sruth, chleachd Zaferani et al8 siostam microfluidic corra gus spermatozoa gluasadach a sgaradh gu fulangach bho shamhlaichean semen fo pholl. Tha an seòrsa seòrsachadh semen seo riatanach airson làimhseachadh neo-thorrachas meidigeach agus rannsachadh clionaigeach, agus tha e nas fheàrr na dòighean traidiseanta a tha dian air ùine agus saothair agus a dh’ fhaodadh buaidh a thoirt air morf-eòlas agus ionracas structarail sperm. Ach, gu ruige seo, cha deach sgrùdaidhean sam bith a dhèanamh air buaidh dìomhaireachdan bho bhuill-bodhaig gintinn chearcan air gluasad sperm.
Ge bith dè an dòigh-obrach a chumas sperm air a stòradh san SST, tha mòran luchd-rannsachaidh air mothachadh gu bheil spermatozoa còmhnaidh a’ cruinneachadh ceann ri ceann ann an SST chearcan 9, 10, gearra-ghob 2, agus turcaich 11 gus pasganan sperm cruinneachadh a chruthachadh. Tha na h-ùghdaran a’ moladh gu bheil ceangal eadar an cruinneachadh seo agus stòradh fad-ùine sperm san SST.
Dh’innis Tingari agus Lake12 mu cheangal làidir eadar spermatozoa ann am fàireag a’ chearc a bhios a’ gabhail sperm agus chuir iad ceist an robh spermatozoa eun a’ cruinneachadh san aon dòigh ri spermatozoa mamalan. Tha iad den bheachd gum faodadh na ceanglaichean domhainn eadar sperm anns an vas deferens a bhith mar thoradh air an cuideam a tha air adhbhrachadh le làthaireachd àireamh mhòr de sperm ann an àite beag.
Nuair a thathar a’ measadh giùlan spermatozoa air sleamhnagan glainne crochte ùra, chithear comharran sealach de chnàmhadh, gu h-àraidh aig oirean boinneagan an t-sìl. Ach, bhiodh an cnàmhadh gu tric air a bhuaireadh leis a’ ghnìomh rothlach co-cheangailte ri gluasad leantainneach, a tha a’ mìneachadh nàdar sealach an iongantas seo. Mhothaich an luchd-rannsachaidh cuideachd nuair a chaidh an caolaiche a chur ris an t-sìl, gun nochd cruinneachaidhean cealla “coltach ri snàth” fada.
Chaidh oidhirpean tràtha a dhèanamh gus spermatozoon aithris le bhith a’ toirt uèir tana bho bhoinne crochte, agus mar thoradh air an sin, bha vesicle fada coltach ri sperm a’ steigeadh a-mach às a’ bhoinne semen. Chaidh an spermatozoa a lìnigeadh sa bhad ann an dòigh co-shìnte taobh a-staigh a’ vesicle, ach dh’fhalbh an aonad gu lèir gu sgiobalta air sgàth a’ chuingealachaidh 3D. Mar sin, gus sgrùdadh a dhèanamh air cruinneachadh spermatozoa, feumar gluasad agus giùlan spermatozoa fhaicinn gu dìreach ann an tiùban stòraidh sperm iomallach, rud a tha duilich a choileanadh. Mar sin, feumar inneal a leasachadh a bhios ag atharrais air spermatozoa gus taic a thoirt do sgrùdaidhean air gluasad sperm agus giùlan cruinneachadh. Dh’innis Brillard et al13 gur e 400–600 µm fad cuibheasach tiùban stòraidh sperm ann an iseanan inbheach, ach faodaidh cuid de SSTn a bhith cho fada ri 2000 µm. Roinn Mero agus Ogasawara14 na fàireagan seminiferous ann an tiùban stòraidh sperm leudaichte agus neo-leudaichte, agus bha an dà chuid den aon fhaid (~500 µm) agus leud amhaich (~38 µm), ach b’ e 56.6 agus 56.6 µm trast-thomhas cuibheasach lumen nan tiùban. . , 11.2 μm fa leth, fa leth. Anns an sgrùdadh làithreach, chleachd sinn inneal microfluidic le meud seanail de 200 µm × 20 µm (L × H), aig a bheil earrann-tarsainn beagan faisg air an SST leasaichte. A bharrachd air an sin, rinn sinn sgrùdadh air gluasaid sperm agus giùlan crathaidh ann an lionn a tha a’ sruthadh, a tha a rèir beachd-bharail Foreman gu bheil lionn air a thoirt gu buil le ceallan epithelial SST a’ cumail sperm anns an lumen ann an stiùireadh an-aghaidh sruth (reòlais).
B’ e amas an sgrùdaidh seo faighinn thairis air na duilgheadasan a thaobh a bhith a’ cumail sùil air gluasad sperm anns na tiùban fallopian agus na duilgheadasan a thaobh sgrùdadh reòlais agus giùlan sperm ann an àrainneachd dhinimigeach a sheachnadh. Chaidh inneal meanbh-shruthach a chleachdadh a chruthaicheas cuideam hydrostatach gus gluasad sperm a shamhlachadh ann an genitals cearc.
Nuair a chaidh boinne de shampall sperm caolaichte (1:40) a luchdachadh a-steach don inneal meanbh-sheanail, b’ urrainnear dà sheòrsa gluasaid sperm aithneachadh (sperm iomallach agus sperm ceangailte). A bharrachd air an sin, bha spermatozoa buailteach snàmh an aghaidh an t-sruth (reòlas deimhinneach; bhidio 1, 2). Ged a bha astar nas ìsle aig pasganan sperm na bha aig sperm aonaranach (p < 0.001), mheudaich iad ceudad an sperm a bha a’ taisbeanadh rheotaxis deimhinneach (p < 0.001; Clàr 2). Ged a bha astar nas ìsle aig pasganan sperm na bha aig sperm aonaranach (p < 0.001), mheudaich iad ceudad an sperm a bha a’ taisbeanadh rheotaxis deimhinneach (p < 0.001; Clàr 2). Хотя пучки сперматозоидов имели более низкую скорость, чем у одиночных сперматозоидов (p) < 0,0или процент сперматозоидов, демонстрирующих положительный реотаксис (p < 0,001; таблица 2). Ged a bha astar nas ìsle aig na pasganan sperm na bha aig spermatozoa singilte (p < 0.001), mheudaich iad ceudad nan spermatozoa a’ sealltainn rheotaxis deimhinneach (p < 0.001; Clàr 2).尽管精子束的速度低于孤独精子的速度（p < 0.001）, 但它们增加了显示阳性流变性的精子百分比（p <0.001；表2）。尽管 精子束的速度低于孤独 的 速度 (p <0.001）), 但增加 了 显 示 阳倧性怲性性性显百 分比 （p <0.001 ； 2。。。。。。）)) Хотя скорость пучков сперматозоидов была ниже, чем у одиночных сперматозоидов (p < 0,001), олипиц сперматозоидов с положительной реологией (p < 0,001; таблица 2). Ged a bha astar phasganan sperm nas ìsle na astar spermatozoa singilte (p < 0.001), mheudaich iad ceudad nan spermatozoa le reòlas deimhinneach (p < 0.001; Clàr 2).Thathar a’ meas gu bheil reòlas deimhinneach airson spermatozoa singilte agus tufts aig timcheall air 53% agus 85%, fa leth.
Chaidh fhaicinn gu bheil spermatozoa chearcan sharkasi dìreach às dèidh ejaculation a’ cruthachadh phasganan loidhneach, air an dèanamh suas de dhusanan de dhaoine fa leth. Bidh na tufts sin a’ meudachadh ann am fad agus tiugh thar ùine agus faodaidh iad fuireach in vitro airson grunn uairean a thìde mus sgap iad (bhidio 3). Tha na pasganan snàithleach seo coltach ri spermatozoa echidna a bhios a’ cruthachadh aig ceann an epididymis. Chaidh a lorg gu bheil claonadh àrd aig semen cearc Sharkashi a bhith a’ cruinneachadh agus a’ cruthachadh pasgan reticulate ann an nas lugha na aon mhionaid às deidh an cruinneachadh. Tha na giùlan sin fiùghantach agus comasach air cumail ri ballachan no nithean statach faisg air làimh. Ged a lughdaicheas pasganan sperm astar cheallan sperm, tha e soilleir gu bheil iad ag àrdachadh an loidhneachd gu macroscopach. Bidh fad nam pasganan ag atharrachadh a rèir àireamh an sperm a chaidh a chruinneachadh ann am pasganan. Chaidh dà phàirt den phasgan a sgaradh: a’ chiad phàirt, a’ gabhail a-steach ceann saor an sperm cruinneachadh, agus am pàirt deireannach, a’ gabhail a-steach an earball agus ceann distal iomlan an sperm. A’ cleachdadh camara aig astar luath (950 fps), chaidh cinn shaor spermatozoa cnàimheach fhaicinn anns a’ chiad phàirt den phasgan, a bha an urra ri gluasad a’ phasgan air sgàth an gluasad crathaidh, a’ slaodadh an fheadhainn a bha air fhàgail a-steach don phasgan le gluasad helical (Bhidio 4). Ach, ann an tuftaichean fada, chaidh fhaicinn gu robh cuid de chinn sperm shaora a’ cumail ris a’ bhodhaig agus gu robh am pàirt deireannach den tuft ag obair mar bhanaichean gus an tuft a ghluasad.
Fhad ’s a tha iad ann an sruthadh slaodach de lionn, bidh na pasganan sperm a’ gluasad co-shìnte ri chèile, ge-tà, bidh iad a’ tòiseachadh a’ dol thairis air a chèile agus a’ steigeadh ri a h-uile càil a tha fhathast, gus nach tèid an nighe air falbh leis an t-sruth mar a bhios astar an t-sruth ag àrdachadh. Bidh na pasganan a’ cruthachadh nuair a bhios dòrlach de cheallan sperm a’ tighinn faisg air a chèile, bidh iad a’ tòiseachadh a’ gluasad ann an sioncronachd agus a’ pasgadh timcheall a chèile, agus an uairsin a’ steigeadh ri stuth steigeach. Tha Figearan 1 agus 2 a’ sealltainn mar a bhios an sperm a’ tighinn faisg air a chèile, a’ cruthachadh snaim mar a bhios na h-earbaill a’ pasgadh timcheall a chèile.
Chuir an luchd-rannsachaidh cuideam hydrostatach an sàs gus sruthadh lionn a chruthachadh ann am meanbh-sheanal gus sgrùdadh a dhèanamh air reòlas sperm. Chaidh meanbh-sheanal le meud 200 µm × 20 µm (L × À) agus fad 3.6 µm a chleachdadh. Cleachd meanbh-sheanalan eadar soithichean le steallairean aig na cinn. Chaidh dath bìdh a chleachdadh gus na seanalan a dhèanamh nas fhaicsinniche.
Ceangail càbaill eadar-cheangail agus goireasan ris a’ bhalla. Chaidh a’ bhidio a thogail le miocroscop eadar-dhealachaidh ìre. Le gach ìomhaigh, tha ìomhaighean miocroscopaidh eadar-dhealachaidh ìre agus mapadh air an taisbeanadh. (A) Tha an ceangal eadar dà shruth a’ seasamh an aghaidh an t-sruthadh air sgàth gluasad helical (saighead dhearg). (B) An ceangal eadar pasgan an tiùba agus balla an t-sianail (saigheadan dearga), aig an aon àm tha iad ceangailte ri dà phasgan eile (saigheadan buidhe). (C) Bidh pasganan sperm anns an t-sianal microfluidic a’ tòiseachadh a’ ceangal ri chèile (saigheadan dearga), a’ cruthachadh mogaill de phasganan sperm. (D) Cruthachadh lìonra de phasganan sperm.
Nuair a chaidh boinne de speirm caolaichte a luchdachadh a-steach don inneal meanbh-shruthach agus nuair a chaidh sruth a chruthachadh, chaidh beam an speirm fhaicinn a’ gluasad an aghaidh stiùireadh an t-srutha. Bha na pasganan a’ freagairt gu teann ri ballachan nam meanbh-sheanalan, agus bha na cinn shaora anns a’ chiad phàirt de na pasganan a’ freagairt gu teann nan aghaidh (bhidio 5). Bidh iad cuideachd a’ cumail ri mìrean statach sam bith nan slighe, leithid sprùilleach, gus nach tèid an sguabadh air falbh leis an t-sruth. Thar ùine, bidh na tufts sin a’ fàs nan snàithleanan fada a’ glacadh spermatozoa singilte eile agus tufts nas giorra (Bhidio 6). Mar a thòisicheas an sruth a’ slaodadh sìos, bidh loidhnichean fada de speirm a’ tòiseachadh a’ cruthachadh lìonra de loidhnichean speirm (Bhidio 7; Figear 2).
Aig astar sruth àrd (V > 33 µm/s), bidh gluasadan snìomhach nan snàithleanan air an àrdachadh mar oidhirp air mòran phasganan fa leth a ghlacadh a bhios a’ cruthachadh sperm gus seasamh nas fheàrr an aghaidh feachd drifteach an t-sruth. Aig astar sruth àrd (V > 33 µm/s), bidh gluasadan snìomhach nan snàithleanan air an àrdachadh mar oidhirp air mòran phasganan fa leth a ghlacadh a bhios a’ cruthachadh sperm gus seasamh nas fheàrr an aghaidh feachd drifteach an t-sruth. При высокой скорости потока (V > 33 мкм/с) спиралевидные движения нитей усиливаются, посколькуся поймать множество отдельных сперматозоидов, образующих пучки, которые лучше противостофиде pòca. Aig ìrean sruth àrda (V > 33 µm/s), bidh gluasadan helical nan dualan ag àrdachadh fhad ‘s a bhios iad a’ feuchainn ri mòran spermatozoa fa leth a ghlacadh a’ cruthachadh phasganan a tha nas comasaiche seasamh an aghaidh feachd drifteach an t-sruth.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 运动 增加, 以 试图 许多 形成 束 单 丌更 地 抵抗 的 漂移力。。。。。。。。 При высоких скоростях потока (V > 33 мкм/с) спиральное движение нитей увеличивается в попытке Приральное множество отдельных сперматозоидов, образующих пучки, чтобы лучше сопротивляться преокио. Aig ìrean sruth àrda (V > 33 µm/s), bidh gluasad helical nam filamentan ag àrdachadh ann an oidhirp mòran de phasganan sperm fa leth a ghlacadh a bhios a’ cruthachadh gus seasamh nas fheàrr an aghaidh feachdan drift an t-sruth.Dh'fheuch iad cuideachd ri meanbh-sheanalan a cheangal ris na ballachan-taobh.
Chaidh pasganan sperm a chomharrachadh mar chruinneachaidhean de chinn sperm agus earbaill lùbach le bhith a’ cleachdadh microscopaidh solais (LM). Chaidh pasganan sperm le diofar chruinneachaidhean a chomharrachadh cuideachd mar chinn toinnte agus cruinneachaidhean flagellar, ioma-earbaill sperm ceangailte, cinn sperm ceangailte ri earball, agus cinn sperm le niuclasan lùbte mar ioma-niuclasan ceangailte. microscopaidh dealanach tar-chuir (TEM). Sheall microscopaidh dealanach sganaidh (SEM) gur e cruinneachaidhean de chinn sperm a bh’ anns na pasganan sperm agus sheall na cruinneachaidhean sperm lìonra ceangailte de dh’earbaill fillte.
Chaidh morf-eòlas agus ultra-structar spermatozoa, cruthachadh phasgan spermatozoa a sgrùdadh le bhith a’ cleachdadh microscopy solais (leth-earrann), microscopy sganaidh dealanach (SEM) agus microscopy dealanach tar-chuir (TEM), chaidh smearan sperm a dhath le orains acridine agus an sgrùdadh le bhith a’ cleachdadh microscopy epifluorescence.
Sheall dathadh smear sperm le orains acridine (Figear 3B) gu robh cinn nan sperm glaiste ri chèile agus còmhdaichte le stuth dìomhair, agus mar thoradh air sin chaidh cnapan mòra a chruthachadh (Figear 3D). Bha na pasganan sperm air an dèanamh suas de chruinneachaidhean sperm le lìonra de dh’earbaill ceangailte (Figear 4A-C). Tha pasganan sperm air an dèanamh suas de dh’earbaill mòran spermatozoa glaiste ri chèile (Figear 4D). Bha dìomhaireachdan (Figear 4E,F) a’ còmhdach cinn phasganan spermatozoa.
Cruthachadh pasgan nan spermatozoa Le bhith a’ cleachdadh maicreasgopaidh eadar-dhealachaidh ìre agus smearan sperm air an dath le acridine orains, sheall sinn gu bheil cinn nan spermatozoa a’ steigeadh ri chèile. (A) Bidh cruthachadh tràth chnuimhean sperm a’ tòiseachadh le sperm (cearcall geal) agus trì sperm (cearcall buidhe), leis an spìral a’ tòiseachadh aig an earball agus a’ crìochnachadh aig a’ cheann. (B) Foto-mhicrograf de smear sperm air a dhath le acridine orains a’ sealltainn cinn sperm ceangailte (saigheadan). Tha an sgaoileadh a’ còmhdach a’ chinn (no nan cinn). Meudachadh × 1000. (C) Leasachadh beam mòr air a ghiùlan le sruthadh ann an seanal meanbh-shruthach (a’ cleachdadh camara àrd-astar aig 950 fps). (D) Micrograf de smear sperm air a dhath le acridine orains a’ sealltainn chnuimhean mòra (saigheadan). Meudachadh: ×200.
Micreagraf sganaidh dealanach de ghath sperm agus smear sperm air a dhath le acridine orains. Tha (A, B, D, E) nan micreagrafan sganaidh dealanach dathte didseatach de spermatozoa, agus tha C agus F nan micreagrafan de smearan sperm air an dath le acridine orains a’ sealltainn ceangal iomadh spermatozoa a’ pasgadh lìon a’ chinn. (AC) Tha cruinneachaidhean sperm air an sealltainn mar lìonra de dh’earbaill ceangailte (saigheadan). (D) Greamachadh grunn spermatozoa (le stuth greamach, loidhne pinc, saighead) a’ pasgadh timcheall an earbaill. (E agus F) Cruinneachaidhean ceann sperm (comharran) còmhdaichte le stuth greamach (comharran). Chruthaich an spermatozoa pasganan le grunn structaran coltach ri vortex (F). Mèudachaidhean (C) ×400 agus (F) ×200.
Le bhith a’ cleachdadh maicreasgopaidh dealanach tar-chuir, fhuair sinn a-mach gu robh earbaill ceangailte ri pasganan sperm (Figear 6A, C), cinn ceangailte ri earbaill (Figear 6B), no cinn ceangailte ri earbaill (Figear 6D). Tha cinn nan spermatozoa anns a’ phasgan lùbte, a’ nochdadh ann an earrann dà roinn niùclasach (Figear 6D). Anns a’ phasgan gearraidh, bha ceann cam aig an spermatozoa le dà roinn niùclasach agus iomadh roinn flagellar (Figear 5A).
Micreagraf dealanach dathte didseatach a’ sealltainn nan earbaill cheangail ann am pasgan an sperm agus an stuth crathaidh a’ ceangal cinn an sperm. (A) Earball ceangailte àireamh mhòr de spermatozoa. Thoir an aire mar a tha an t-earball a’ coimhead an dà chuid ann an ro-mheasaidhean portrat (saighead) agus tìre (saighead). (B) Tha ceann (saighead) an sperm ceangailte ris an earball (saighead). (C) Tha grunn earbaill sperm (saigheadan) ceangailte. (D) Tha stuth crathaidh (AS, gorm) a’ ceangal ceithir cinn sperm (purpaidh).
Chaidh maicreasgopaidh sganaidh dealanach a chleachdadh gus cinn sperm a lorg ann am pasganan sperm còmhdaichte le dìomhaireachdan no membranan (Figear 6B), a’ sealltainn gu robh na pasganan sperm ceangailte ri chèile le stuth taobh a-muigh na cealla. Bha an stuth ghlutenichte dùmhail ann an ceann an sperm (cruinneachadh coltach ri ceann sgleòig; Figear 5B) agus leudaich e gu distal, a’ toirt coltas buidhe soilleir fo mhaicreasgopaidh fluorescence nuair a chaidh a dhath le orains acridine (Figear 6C). Tha an stuth seo ri fhaicinn gu soilleir fo mhaicreasgop sganaidh agus thathas den bheachd gur e ceanglaiche a th’ ann. Sheall earrannan leth-thana (Figear 5C) agus smearan sperm air an dath le orains acridine pasganan sperm anns an robh cinn dùmhail pacaichte agus earbaill lùbte (Figear 5D).
Diofar dhealbhan-micrograf a’ sealltainn cruinneachadh chinn sperm agus earbaill fillte a’ cleachdadh diofar dhòighean. (A) Micrograf dealanach tar-chuir dath didseatach thar-roinneil de phasgan sperm a’ sealltainn ceann sperm lùbte le niùclas dà-phàirteach (gorm) agus grunn phàirtean flagellar (uaine). (B) Micrograf sganaidh dealanach dath didseatach a’ sealltainn cruinneachadh de chinn sperm coltach ri smugair-mara (saigheadan) a tha coltach gu bheil iad còmhdaichte. (C) Earrann leth-thana a’ sealltainn cinn sperm cruinnichte (saigheadan) agus earbaill lùbte (saigheadan). (D) Micrograf de smear sperm air a dhath le orains acridine a’ sealltainn cruinneachaidhean de chinn sperm (saigheadan) agus earbaill lùbte ceangailte (saigheadan). Thoir an aire gu bheil stuth steigeach (S) a’ còmhdach ceann an spermatozoon. (D) × meudachadh 1000.
A’ cleachdadh maicreasgopaidh dealanach tar-chuir (Figear 7A), chaidh a thoirt fa-near cuideachd gu robh cinn nan sperm toinnte agus gu robh cumadh spìosrach air na niuclasan, mar a chaidh a dhearbhadh le smearan sperm air an dath le orains acridine agus air an sgrùdadh le bhith a’ cleachdadh maicreasgopaidh fluorescence (Figear 7B).
(A) Micreagraf dealanach tar-chuir dathte didseatach agus (B) Smear sperm air a dhath le orains acridine a’ sealltainn cinn lùbte agus ceangal cinn is earbaill sperm (saigheadan). (B) Meudachadh × 1000.
Is e lorg inntinneach gu bheil sperm Sharkazi a’ cruinneachadh gus pasganan snàithleach gluasadach a chruthachadh. Leigidh feartan nam pasganan sin leinn tuigse fhaighinn air an dreuchd a dh’ fhaodadh a bhith aca ann an gabhail a-steach agus stòradh spermatozoa san SST.
Às dèidh suirghe, bidh an sperm a’ dol a-steach don bhànag agus a’ dol tro phròiseas taghaidh dian, agus mar thoradh air sin chan eil ach àireamh chuingealaichte de sperm a’ dol a-steach don SST15,16. Gu ruige seo, chan eil na dòighean anns a bheil sperm a’ dol a-steach agus a’ fàgail an SST soilleir. Ann an cearcan, bidh spermatozoa air an stòradh san SST airson ùine mhòr de 2 gu 10 seachdainean, a rèir an gnè6. Tha connspaid fhathast ann mu staid an t-sìl rè stòradh san SST. A bheil iad a’ gluasad no aig fois? Ann am faclan eile, ciamar a chumas ceallan sperm an suidheachadh san SST airson ùine cho fada?
Mhol Forman4 gum faodadh mìneachadh a dhèanamh air còmhnaidh agus tilgeadh SST a thaobh gluasaid sperm. Tha na h-ùghdaran a’ gabhail ris gu bheil sperm a’ cumail an suidheachadh le bhith a’ snàmh an aghaidh sruth na lionn a chruthaicheas epithelium an SST agus gu bheil sperm air an tilgeil a-mach às an SST nuair a thuiteas an astar aca fo ìre far a bheil iad a’ tòiseachadh a’ gluasad air ais air sgàth dìth lùtha. Dhearbh Zaniboni5 gu bheil aquaporins 2, 3, agus 9 an làthair anns a’ phàirt apical de cheallan epithelial SST, a dh’ fhaodadh taic neo-dhìreach a thoirt do mhodail stòraidh sperm Foreman. Anns an sgrùdadh làithreach, fhuair sinn a-mach gu bheil faisg air leth de spermatozoa Sharkashi a’ nochdadh reòlas adhartach anns an lionn a tha a’ sruthadh, agus gu bheil pasganan sperm a tha air an cruinneachadh ag àrdachadh àireamh nan spermatozoa a tha a’ sealltainn reòlas adhartach, ged a bhios cruinneachadh gan slaodadh sìos. Chan eil làn thuigse air mar a bhios ceallan sperm a’ siubhal suas tiùb fallopian an eòin chun làrach torrachaidh. Ann am mamalan, bidh an lionn follicular a’ tàladh spermatozoa le ceimigeachd. Ach, thathas a’ creidsinn gu bheil stuthan-tarraing chemotherapy a’ stiùireadh spermatozoa gus astaran fada a ruighinn7. Mar sin, tha dòighean eile an urra ri còmhdhail sperm. Chaidh aithris gu bheil comas sperm stiùireadh agus sruthadh an aghaidh lionn nan tiùban fallopian a thèid a leigeil ma sgaoil às deidh suirghe na phrìomh fheart ann a bhith ag amas air sperm ann an luchagan. Mhol Parker17 gu bheil spermatozoa a’ dol tarsainn air na h-oviducts le bhith a’ snàmh an aghaidh an t-sruth ciliary ann an eòin agus snàgairean. Ged nach deach a dhearbhadh gu deuchainneach ann an eòin, b’ e Adolphi18 a’ chiad fhear a lorg gu bheil sperm eun a’ toirt deagh thoraidhean nuair a thèid sreath tana de leaghan eadar còmhdach-slip agus sleamhnag a chruthachadh le stiall de phàipear sìoltachain. Reology. Chuir Hino agus Yanagimachi [19] co-thàthadh ubhag-tiùba-uterine luchaige ann am fàinne perfusion agus chuir iad 1 µl de inc a-steach don isthmus gus sruthadh lionn anns na tiùban fallopian fhaicinn. Mhothaich iad gluasad glè ghnìomhach de ghiorrachadh agus fois anns an tiùb fallopian, anns an robh na bàlaichean inc uile a’ gluasad gu cunbhalach a dh’ionnsaigh ampulla an tiùba fallopian. Tha na h-ùghdaran a’ cur cuideam air cho cudromach sa tha sruthadh lionn tiùba bho na tiùban fallopian ìosal chun na tiùban fallopian àrda airson togail suas agus torrachadh sperm. Dh’innis Brillard20 gu bheil spermatozoa ann an cearcan is turcaich a’ gluasad le gluasad gnìomhach bhon bheul faighne, far a bheil iad air an stòradh, chun an snaim utero-vaginal, far a bheil iad air an stòradh. Ach, chan eil feum air a’ ghluasad seo eadar an snaim uteroovaginal agus an infundibulum leis gu bheil na spermatozoa air an giùlan le gluasad fulangach. Le eòlas air na molaidhean roimhe seo agus na toraidhean a fhuaireadh san sgrùdadh làithreach, faodar a ghabhail ris gur e comas spermatozoa gluasad suas an abhainn (reòlas) aon de na feartan air a bheil am pròiseas taghaidh stèidhichte. Tha seo a’ dearbhadh slighe spermatozoa tron ​​​​​​bhaga agus an inntrigeadh a-steach don CCT airson stòradh. Mar a mhol Forman4, faodaidh seo cuideachd pròiseas sperm a dhèanamh nas fhasa a thaobh a bhith a’ dol a-steach don SST agus an àrainn aige airson ùine agus an uairsin a’ falbh nuair a thòisicheas an astar aca a’ slaodadh sìos.
Air an làimh eile, mhol Matsuzaki agus Sasanami 21 gum bi atharrachaidhean gluasaid a’ dol tro spermatozoa eòin bho chadal gu gluasaid anns na slighean gintinn fireann is boireann. Chaidh casg air gluasaid sperm còmhnaidh san SST a mholadh gus mìneachadh a dhèanamh air an ùine stòraidh fhada aig sperm agus an uairsin ath-nuadhachadh às deidh dhaibh an SST fhàgail. Fo chumhachan hypocsaigeach, thug Matsuzaki et al. 1 cunntas air cinneasachadh agus leigeil ma sgaoil àrd lactate san SST, a dh’ fhaodadh leantainn gu casg air gluasaid sperm còmhnaidh. Anns a’ chùis seo, tha cudromachd reòlas sperm air a nochdadh ann an taghadh agus gabhail a-steach spermatozoa, agus chan ann an an stòradh.
Thathas den bheachd gur e pàtran cruinneachadh sperm mìneachadh reusanta airson na h-ùine stòraidh fhada aig sperm san SST, leis gur e seo pàtran cumanta de chumail sperm ann an cearcan2,22,23. Mhothaich Bakst et al. 2 gun robh a’ mhòr-chuid de spermatozoa a’ cumail ri chèile, a’ cruthachadh cruinneachaidhean fascicular, agus is ann ainneamh a lorgar spermatozoa singilte ann an CCM gearga. Air an làimh eile, mhothaich Wen et al. 24 barrachd spermatozoa sgapte agus nas lugha de chnapan spermatozoa ann an lumen SST ann an cearcan. Stèidhichte air na beachdan sin, faodar a ghabhail ris gu bheil an claonadh airson cruinneachadh sperm eadar-dhealaichte eadar eòin agus eadar spermatozoa san aon ejaculate. A bharrachd air an sin, mhol Van Krey et al. 9 gur e dealachadh air thuaiream de spermatozoa cruinneachadh a tha an urra ri dol a-steach mean air mhean spermatozoa a-steach do lumen an tiùb fallopian. A rèir na beachd-bharail seo, bu chòir spermatozoa le comas cruinneachadh nas ìsle a chuir a-mach às an SST an toiseach. Anns a’ cho-theacsa seo, dh’fhaodadh comas spermatozoa cruinneachadh a bhith na fheart a bheir buaidh air toradh farpais sperm ann an eòin shalach. A bharrachd air an sin, mar as fhaide a bhios an sperm cruinneachadh a’ dealachadh, ’s ann as fhaide a bhios an torachas air a chumail suas.
Ged a chaidh cruinneachadh sperm agus cruinneachadh ann am pasganan fhaicinn ann an grunn sgrùdaidhean2,22,24, cha deach cunntas mionaideach a thoirt orra air sgàth cho iom-fhillte ‘s a tha an amharc cinematic aca taobh a-staigh an SST. Chaidh grunn oidhirpean a dhèanamh gus sgrùdadh a dhèanamh air cruinneachadh sperm in vitro. Chaidh cruinneachadh farsaing ach sealach fhaicinn nuair a chaidh an uèir tana a thoirt air falbh bhon bhoinne sìl crochte. Tha seo ag adhbhrachadh gu bheil builgean fada a’ steigeadh a-mach às an boinne, ag atharrais air a’ ghland seminal. Air sgàth cuingealachaidhean 3D agus amannan tiormachaidh drip goirid, thuit am bloc gu lèir ann an droch staid gu sgiobalta9. Anns an sgrùdadh làithreach, a’ cleachdadh cearcan Sharkashi agus sgoltagan microfluidic, b’ urrainn dhuinn cunntas a thoirt air mar a bhios na tufts sin a’ cruthachadh agus mar a bhios iad a’ gluasad. Chaidh pasganan sperm a chruthachadh dìreach às deidh cruinneachadh semen agus chaidh an lorg gu robh iad a’ gluasad ann an spìosar, a’ sealltainn reòlas adhartach nuair a bha iad an làthair anns an t-sruthadh. A bharrachd air an sin, nuair a chaidh an coimhead gu macrascopach, chaidh am faicinn gu bheil pasganan sperm ag àrdachadh loidhneachd gluasaid an taca ri spermatozoa aonaranach. Tha seo a’ moladh gum faodadh cruinneachadh sperm tachairt mus tèid an SST a-steach agus nach eil cinneasachadh sperm air a chuingealachadh ri sgìre bheag air sgàth cuideam mar a chaidh a mholadh roimhe (Tingari agus Lake12). Rè cruthachadh tuft, bidh an spermatozoa a’ snàmh ann an sioncronachd gus am bi iad a’ cruthachadh snaim, an uairsin bidh na h-earbaill aca a’ pasgadh timcheall a chèile agus bidh ceann an spermatozoon saor, ach bidh an t-earball agus am pàirt distal den spermatozoon a’ steigeadh ri chèile le stuth steigeach. Mar sin, tha ceann saor an ligament an urra ris a’ ghluasad, a’ slaodadh a’ chòrr den ligament. Sheall microscopaidh dealanach sganaidh de na pasganan sperm cinn sperm ceangailte còmhdaichte le tòrr stuth steigeach, a’ moladh gun robh cinn an sperm ceangailte ann am pasganan fois, a dh’ fhaodadh a bhith air tachairt às deidh dhaibh ruighinn air an làrach stòraidh (SST).
Nuair a thèid smear sperm a dhath le orains acridine, chithear stuth greamachaidh taobh a-muigh ceallan an sperm fo mhiocroscop fluorescent. Leigidh an stuth seo le pasganan sperm cumail ri uachdaran no mìrean mun cuairt gus nach bi iad a’ gluasad leis an t-sruth mun cuairt. Mar sin, tha na beachdan againn a’ sealltainn pàirt greamachaidh sperm ann an cruth phasganan gluasadach. Tha an comas aca snàmh an aghaidh an t-srutha agus cumail ri uachdaran faisg air làimh a’ leigeil le sperm fuireach nas fhaide san SST.
Chleachd Rothschild25 camara hemocytometry gus sgrùdadh a dhèanamh air sgaoileadh fleòdraidh seamhain crodh ann am boinne de chrochadh, a’ togail dhealbhan-micrograf tro chamara le ais optigeach dìreach is còmhnard den mhicreasgop. Sheall na toraidhean gun robh na spermatozoa air an tàladh gu uachdar an t-seòmair. Tha na h-ùghdaran a’ moladh gum faodadh eadar-obrachaidhean hydrodynamic a bhith eadar an sperm agus an uachdar. A’ toirt seo san amharc, còmhla ri comas seamhain isean Sharkashi gus tufts steigeach a chruthachadh, dh’ fhaodadh e an coltachd a mheudachadh gum bi seamhan a’ cumail ri balla an SST agus gun tèid a stòradh airson ùine mhòr.
Dh’innis Bccetti agus Afzeliu26 gu bheil feum air glycocalyx an sperm airson aithneachadh agus cruinneachadh gametes. Mhothaich Forman10 gun tug hydrolysis de cheanglaichean α-glycosidic ann an còmhdach glycoprotein-glycolipid le bhith a’ làimhseachadh semen eun le neuraminidase gu lùghdachadh ann an torachas gun bhuaidh a thoirt air gluasad sperm. Tha na h-ùghdaran a’ moladh gu bheil buaidh neuraminidase air a’ glycocalyx a’ cur bacadh air glacadh sperm aig a’ cheangal utero-vaginal, agus mar sin a’ lughdachadh torachais. Chan urrainn dha na beachdan aca dearmad a dhèanamh air a’ chomas gum faodadh làimhseachadh neuraminidase aithneachadh sperm agus oocytes a lughdachadh. Lorg Forman agus Engel10 gun deach torachas a lùghdachadh nuair a chaidh cearcan a thoirt a-steach don bhànag le semen air a làimhseachadh le neuraminidase. Ach, cha robh buaidh aig IVF le sperm air a làimhseachadh le neuraminidase air torachas an taca ri cearcan smachd. Cho-dhùin na h-ùghdaran gun do lùghdaich atharrachaidhean anns a’ chòmhdach glycoprotein-glycolipid timcheall air membran an sperm comas sperm torrachadh le bhith a’ cur bacadh air glacadh sperm aig a’ cheangal utero-vaginal, agus mar sin mheudaich seo call sperm air sgàth astar an ceangail utero-vaginal, ach gun a bhith a’ toirt buaidh air aithneachadh sperm agus ugh.
Ann an cearcan-fraoich, lorg Bakst agus Bauchan 11 vesicles beaga agus pìosan membran ann an lumen an SST agus mhothaich iad gun robh cuid de na gràinneagan sin air a dhol còmhla ri membran an sperm. Tha na h-ùghdaran a’ moladh gum faodadh na dàimhean sin cur ri stòradh fad-ùine spermatozoa ann an SST. Ach, cha do shònraich an luchd-rannsachaidh stòr nan gràinneagan sin, ge bith an e ceallan epithelial CCT a tha gan leigeil ma sgaoil, an e siostam gintinn fireann a tha gan dèanamh agus gan leigeil ma sgaoil, no an e an sperm fhèin a tha gan dèanamh. Cuideachd, tha na gràinneagan sin an urra ri cruinneachadh. Dh’innis Grützner et al27 gu bheil ceallan epithelial epididymal a’ dèanamh agus a’ leigeil ma sgaoil pròtain sònraichte a tha riatanach airson cruthachadh slighean seminal aon-phorach. Tha na h-ùghdaran cuideachd ag aithris gu bheil sgaoileadh nam pasganan sin an urra ri eadar-obrachadh phròtainean epididymal. Lorg Nixon et al28 gu bheil na adnexa a’ leigeil ma sgaoil pròtain, an osteonectin searbhagach beairteach ann an cysteine; tha SPARC an sàs ann a bhith a’ cruthachadh chnapan sperm ann an echidnas agus platypuses le goban goirid. Tha sgapadh nan gathan sin co-cheangailte ri call a’ phròtain seo.
Anns an sgrùdadh làithreach, sheall mion-sgrùdadh ultrastructarail a’ cleachdadh microscopaidh dealanach gun robh an spermatozoa a’ cumail ri meud mòr de stuth dùmhail. Thathas a’ creidsinn gur e na stuthan sin a tha an urra ris an cruinneachadh a bhios a’ dlùthachadh eadar agus timcheall air na cinn ceangailte, ach aig dùmhlachdan nas ìsle ann an roinn an earbaill. Tha sinn a’ gabhail ris gu bheil an stuth cruinneachadh seo air a thoirt a-mach às an t-siostam gintinn fireann (epididymis no vas deferens) còmhla ri semen, leis gu bheil sinn gu tric a’ faicinn semen a’ dealachadh bhon lymph agus plasma seminal rè ejaculation. Chaidh aithris, fhad ‘s a bhios spermatozoa eòin a’ dol tron ​​epididymis agus vas deferens, gu bheil iad a’ dol tro atharrachaidhean co-cheangailte ri aibidh a tha a’ toirt taic don chomas aca pròtainean a cheangal agus glycoproteins co-cheangailte ri lemma plasma fhaighinn. Tha buanachadh nam pròtainean sin air membran sperm a tha a’ fuireach san SST a’ moladh gum faodadh na pròtainean sin buaidh a thoirt air faighinn seasmhachd membran sperm 30 agus an torachas 31 a dhearbhadh. Dh’innis Ahammad et al32 gun robh àrdachadh mean air mhean ann am beòthalachd sperm a fhuaireadh bho dhiofar phàirtean den t-siostam gintinn fireann (bho na testicles chun an vas deferens distal) fo chumhachan stòraidh leaghaidh, ge bith dè an teòthachd stòraidh, agus gu bheil beòthalachd ann an cearcan cuideachd ag àrdachadh anns na tiùban fallopian às deidh torrachadh fuadain.
Tha feartan agus gnìomhan eadar-dhealaichte aig tuftaichean sperm cearc Sharkashi an taca ri gnèithean eile leithid echidnas, platypuses, luchagan-coille, radain fèidh, agus mucan-mara. Ann an cearcan sharkasi, lughdaich cruthachadh phasganan sperm an astar snàmh an taca ri spermatozoa singilte. Ach, mheudaich na pasganan seo ceudad nan spermatozoa le reòlas dearbhach agus mheudaich iad comas spermatozoa iad fhèin a dhèanamh seasmhach ann an àrainneachd dhinimigeach. Mar sin, tha na toraidhean againn a’ dearbhadh a’ mholaidh roimhe gu bheil cruinneachadh sperm ann an SST co-cheangailte ri stòradh sperm fad-ùine. Tha sinn cuideachd a’ beachdachadh gum faodadh claonadh sperm gus tuftaichean a chruthachadh smachd a chumail air ìre call sperm ann an SST, a dh’ fhaodadh toradh farpais sperm atharrachadh. A rèir a’ bharail seo, bidh spermatozoa le comas cruinneachadh ìosal a’ leigeil ma sgaoil SST an toiseach, agus bidh spermatozoa le comas cruinneachadh àrd a’ toirt a-mach a’ mhòr-chuid den chlann. Tha cruthachadh phasganan sperm aon-phorach buannachdail agus a’ toirt buaidh air a’ cho-mheas pàrant-cloinne, ach bidh e a’ cleachdadh dòigh-obrach eadar-dhealaichte. Ann an echidnas agus platypuses, tha na spermatozoa air an cur co-shìnte ri chèile gus astar air adhart a’ ghatha a mheudachadh. Bidh pasganan de echidnas a’ gluasad mu thrì tursan nas luaithe na spermatozoa singilte. Thathas a’ creidsinn gur e atharrachadh mean-fhàsach a th’ ann an cruthachadh nan tufts sperm sin ann an echidnas gus ceannas a chumail suas, leis gu bheil boireannaich mì-mhodhail agus mar as trice bidh iad a’ suirghe le grunn fhireannaich. Mar sin, bidh spermatozoa bho dhiofar ejaculates a’ farpais gu dian airson torrachadh an ugh.
Tha spermatozoa glutinated de chearcan sharkasi furasta an fhaicinn le bhith a’ cleachdadh microscopaidh eadar-dhealachaidh ìre, rud a thathas a’ meas buannachdail leis gu bheil e a’ leigeil le sgrùdadh furasta a dhèanamh air giùlan spermatozoa in vitro. Tha an dòigh-obrach leis a bheil cruthachadh tuft sperm a’ brosnachadh ath-riochdachadh ann an cearcan sharkasi cuideachd eadar-dhealaichte bhon fhear a chithear ann an cuid de mhamailean placental a’ riochdachadh giùlan sperm co-obrachail leithid luchagan fiodha, far am bi cuid de spermatozoa a’ ruighinn nan uighean, a’ cuideachadh dhaoine fa leth co-cheangailte eile gus na h-uighean aca a ruighinn agus a mhilleadh. gus thu fhèin a dhearbhadh. giùlan altruist. Fèin-thorrachadh 34. Chaidh eisimpleir eile de ghiùlan co-obrachail ann an spermatozoa a lorg ann an luchagan fèidh, far an robh spermatozoa comasach air na spermatozoa as co-cheangailte gu ginteil aithneachadh agus co-chur riutha agus buidhnean co-obrachail a chruthachadh gus an astar àrdachadh an taca ri spermatozoa neo-cheangailte35.
Chan eil na toraidhean a fhuaireadh san sgrùdadh seo a’ dol an aghaidh teòiridh Foman mu stòradh fad-ùine spermatozoa ann an SWS. Tha an luchd-rannsachaidh ag aithris gu bheil ceallan sperm a’ leantainn air adhart a’ gluasad ann an sruth cheallan epithelial a tha a’ lìnigeadh an SST airson ùine mhòr, agus às deidh ùine shònraichte, bidh stòran lùtha nan ceallan sperm air an lughdachadh, agus mar thoradh air sin bidh lùghdachadh ann an astar, a leigeas le stuthan le cuideam moileciuil beag lùth spermatozoa a chuir a-mach le sruth lionn bho lumen an SST gu cuas an tiùb fallopian. Anns an sgrùdadh làithreach, mhothaich sinn gun robh leth den sperm singilte a’ sealltainn comas snàmh an aghaidh lionntan a bha a’ sruthadh, agus mheudaich an greamachadh anns a’ phasgan an comas reòlais adhartach a nochdadh. A bharrachd air an sin, tha an dàta againn a rèir dàta Matsuzaki et al. 1 a thug cunntas gum faodadh barrachd secretion lactate ann an SST casg a chuir air gluasaid sperm còmhnaidh. Ach, tha na toraidhean againn a’ toirt cunntas air cruthachadh ligaments gluasadach sperm agus an giùlan reòlais an làthair àrainneachd dhinimigeach taobh a-staigh microchannel ann an oidhirp an giùlan ann an SST a shoilleireachadh. Dh’fhaodadh rannsachadh san àm ri teachd fòcas a chuir air a bhith a’ dearbhadh co-dhèanamh ceimigeach agus tùs an àidseant glúdachaidh, a chuidicheas luchd-rannsachaidh gun teagamh gus dòighean ùra a leasachadh airson seamhan leaghaidh a stòradh agus fad an torachais a mheudachadh.
Chaidh còig deug sharkasi fireann rùisgte 30 seachdain a dh'aois (homozygotes ceannasach; Na Na) a thaghadh mar luchd-tabhartais sperm san sgrùdadh. Chaidh na h-eòin a thogail aig Tuathanas Rannsachaidh Eòin aig Dàmh Àiteachais, Oilthigh Ashit, Riaghladair Ashit, an Èiphit. Chaidh na h-eòin a chumail ann an cèidsichean fa leth (30 x 40 x 40 cm), chaidh prògram solais a thoirt dhaibh (16 uairean a thìde de sholas agus 8 uairean a thìde de dhorchadas) agus chaidh daithead a bhiadhadh dhaibh anns an robh 160 g de phròtain amh, 2800 kcal de lùth metabolach, 35 g de chalcium gach fear. 5 gram de fosfar ri fhaighinn gach cileagram de dhaithead.
A rèir dàta 36, ​​37, chaidh semen a chruinneachadh bho fhir le massage bhoilg. Chaidh 45 sampall semen a chruinneachadh bho 15 fir thairis air 3 latha. Chaidh semen (n = 15/latha) a lagachadh sa bhad 1:1 (v:v) le Belsville Poultry Semen Diluent, anns a bheil potassium diphosphate (1.27 g), monosodium glutamate monohydrate (0.867 g), fructose (0.5 d) sodium anhydrous. acetate (0.43 g), tris(hydroxymethyl)aminomethane (0.195 g), potassium citrate monohydrate (0.064 g), potassium monophosphate (0.065 g), magnesium chloride (0.034 g) agus H2O (100 ml), pH = 7, 5, osmolarity 333 mOsm/kg38. Chaidh sampallan seamhain caolaichte a sgrùdadh an toiseach fo mhiocroscop solais gus dèanamh cinnteach gu robh deagh chàileachd seamhain (taiseachd) ann agus an uairsin chaidh an stòradh ann an amar-uisge aig 37°C gus an deach an cleachdadh taobh a-staigh leth-uair a thìde às dèidh an cruinneachadh.
Tha cineamataigean agus reòlas spermatozoa air an tuairisgeul le bhith a’ cleachdadh siostam de dh’ innealan meanbh-shruthach. Chaidh sampallan semen a lagachadh tuilleadh gu 1:40 ann an Beltsville Avian Semen Diluent, air an luchdachadh a-steach do inneal meanbh-shruthach (faic gu h-ìosal), agus chaidh paramadairean cineatach a dhearbhadh le bhith a’ cleachdadh siostam Mion-sgrùdadh Semen Coimpiutaichte (CASA) a chaidh a leasachadh roimhe airson comharrachadh meanbh-shruthach. air gluasad spermatozoa ann am meadhanan leaghaidh (Roinn Innleadaireachd Meacanaigeach, Dàmh Innleadaireachd, Oilthigh Assiut, an Èiphit). Faodar am plugan a luchdachadh sìos aig: http://www.assiutmicrofluidics.com/research/casa39. Chaidh astar lùbte (VCL, μm/s), astar loidhneach (VSL, μm/s) agus astar cuibheasach trajectory (VAP, μm/s) a thomhas. Chaidh bhideothan de spermatozoa a thogail le bhith a’ cleachdadh miocroscop eadar-dhealachaidh ìre Optika XDS-3 inverted (le amas 40x) ceangailte ri camara Tucson ISH1000 aig 30 fps airson 3 diogan. Cleachd am bathar-bog CASA gus co-dhiù trì raointean agus 500 slighe sperm a sgrùdadh gach sampall. Chaidh a’ bhidio clàraichte a phròiseasadh le bhith a’ cleachdadh CASA dèanta aig an taigh. Tha mìneachadh gluasaid anns a’ plugan CASA stèidhichte air astar snàmh an sperm an taca ris an ìre sruthadh, agus chan eil e a’ toirt a-steach paramadairean eile leithid gluasad taobh ri taobh, oir chaidh seo a lorg nas earbsaiche ann an sruthadh lionn. Tha gluasad reòlais air a mhìneachadh mar ghluasad cheallan sperm an aghaidh stiùireadh sruthadh lionn. Chaidh spermatozoa le feartan reòlais a roinn leis an àireamh de spermatozoa gluasadach; chaidh spermatozoa a bha aig fois agus spermatozoa a bha a’ gluasad gu convective a dhùnadh a-mach às a’ chunntadh.
Fhuaireadh a h-uile ceimigean a chaidh a chleachdadh bho Elgomhoria Pharmaceuticals (Cairo, an Èiphit) mura h-eilear ag ràdh a chaochladh. Chaidh an inneal a dhèanamh mar a chaidh a mhìneachadh le El-sherry et al. 40 le beagan atharrachaidhean. Am measg nan stuthan a chaidh a chleachdadh gus na meanbh-sheanalan a dhèanamh bha pleitean glainne (Howard Glass, Worcester, MA), SU-8-25 àicheil resist (MicroChem, Newton, CA), diacetone alcohol (Sigma Aldrich, Steinheim, a' Ghearmailt), agus polyacetone. -184, Dow Corning, Midland, Michigan). Tha meanbh-sheanalan air an dèanamh le bhith a’ cleachdadh litografaidh bog. An toiseach, chaidh masg aghaidh dìon soilleir leis an dealbhadh meanbh-sheanail a bha a dhìth a chlò-bhualadh air clò-bhualadair àrd-rèiteachaidh (Prismatic, Cairo, an Èiphit agus Pacific Arts and Design, Markham, ON). Chaidh na maighstirean a dhèanamh le bhith a’ cleachdadh pleitean glainne mar bhun-stuthan. Chaidh na pleitean a ghlanadh ann an acetone, isopropanol agus uisge dì-ionichte agus an uairsin chaidh an còmhdach le sreath 20 µm de SU8-25 le bhith a’ snìomh còmhdach (3000 rpm, 1 min). Chaidh na sreathan SU-8 an uair sin a thiormachadh gu socair (65°C, 2 mhionaid agus 95°C, 10 mionaidean) agus an nochdadh do rèididheachd UV airson 50 diogan. Às dèidh an nochdaidh, bèicear aig 65°C agus 95°C airson 1 mhionaid agus 4 mionaidean gus na sreathan SU-8 a tha fosgailte a cheangal ri chèile, agus an uair sin leasaich iad ann an deoch-làidir diacetone airson 6.5 mionaidean. Bèicear na waffles gu cruaidh (200°C airson 15 mionaidean) gus an sreath SU-8 a dhèanamh nas cruaidhe.
Chaidh PDMS ullachadh le bhith a’ measgachadh a’ mhonamair agus an inneal-cruaidh ann an co-mheas cuideam de 10:1, an uairsin chaidh a dhì-ghasachadh ann an tiormaiche falamh agus a dhòrtadh air prìomh fhrèam an SU-8. Chaidh am PDMS a leigheas ann an àmhainn (120°C, 30 mionaid), an uairsin chaidh na seanalan a ghearradh a-mach, an sgaradh bhon mhaighstir, agus an tolladh gus leigeil le tiùban a bhith ceangailte aig beul is beul a’ mhicro-sheanail. Mu dheireadh, chaidh micro-sheanalan PDMS a cheangal gu maireannach ri sleamhnagan miocrosgop a’ cleachdadh pròiseasar corona so-ghiùlain (Electro-Technic Products, Chicago, IL) mar a chaidh a mhìneachadh an àiteigin eile. Tha am micro-sheanail a chaidh a chleachdadh san sgrùdadh seo a’ tomhas 200 µm × 20 µm (L × À) agus tha e 3.6 cm a dh'fhaid.
Tha an sruthadh lionn air a bhrosnachadh le cuideam hydrostatach taobh a-staigh a’ mhicro-sheanail air a choileanadh le bhith a’ cumail ìre an lionn anns an loch-tasgaidh in-ghabhail os cionn an eadar-dhealachaidh àirde Δh39 anns an loch-tasgaidh toraidh (Figear 1).
far a bheil f na cho-èifeachd frithidh, air a mhìneachadh mar f = C/Re airson sruthadh laminar ann an seanail ceart-cheàrnach, far a bheil C na luach seasmhach a rèir co-mheas taobh an t-seanail, L fad a’ mhicro-sheanail, Vav an astar cuibheasach taobh a-staigh a’ mhicro-sheanail, Dh trast-thomhas uisgeach an t-seanail, g - luathachadh grabhataidh. A’ cleachdadh na co-aontar seo, faodar an astar cuibheasach seanail obrachadh a-mach a’ cleachdadh na co-aontar a leanas: