Շնորհակալություն Nature.com այցելելու համար:Ձեր օգտագործած բրաուզերի տարբերակը ունի սահմանափակ CSS աջակցություն:Լավագույն փորձի համար խորհուրդ ենք տալիս օգտագործել թարմացված դիտարկիչ (կամ անջատել Համատեղելիության ռեժիմը Internet Explorer-ում):Միևնույն ժամանակ, շարունակական աջակցությունն ապահովելու համար մենք կայքը կներկայացնենք առանց ոճերի և JavaScript-ի:
Թռչունների պտղաբերությունը կախված է նրանց կարողությունից՝ երկար ժամանակ բավականաչափ կենսունակ սերմնահեղուկ պահելու սպերմատոզոիդների պահեստավորման խողովակներում (SST):Ճշգրիտ մեխանիզմը, որով սպերմատոզոիդները մտնում, բնակվում և դուրս են գալիս SST-ից, մնում է հակասական:Շարկասի հավերի սերմնահեղուկը դրսևորել է ագլյուտինացիայի բարձր միտում՝ ձևավորելով բազմաթիվ բջիջներ պարունակող շարժական թելիկ կապոցներ։Անթափանց արգանդափողով սերմնահեղուկի շարժունակությունը և վարքագիծը դիտարկելու դժվարության պատճառով մենք օգտագործեցինք միկրոհեղուկ սարք, որն ունի միկրոալիքային խաչմերուկ, որը նման է սերմնահեղուկի խաչմերուկին, որպեսզի ուսումնասիրենք սպերմատոզոիդների ագլյուտինացիան և շարժունակությունը:Այս ուսումնասիրությունը քննարկում է, թե ինչպես են ձևավորվում սպերմատոզոիդների կապոցները, ինչպես են դրանք շարժվում և դրանց հնարավոր դերը ՍՍՏ-ում սերմնաբուծության ռեզիդենտության երկարացման գործում:Մենք ուսումնասիրել ենք սերմի արագությունը և ռեոլոգիական վարքը, երբ հեղուկի հոսքը առաջացել է միկրոհեղուկ ալիքի ներսում հիդրոստատիկ ճնշման միջոցով (հոսքի արագություն = 33 մկմ/վ):Սպերմատոզոիդները հակված են լողալու հոսանքին հակառակ (դրական ռեոլոգիա), և սերմնահեղուկի փաթեթի արագությունը զգալիորեն նվազել է միայնակ սերմնաբջիջների համեմատ:Դիտարկվել է, որ սերմնահեղուկները շարժվում են պարույրով և աճում են երկարությամբ և հաստությամբ, քանի որ ավելի շատ միայնակ սերմնաբջիջներ են հավաքագրվում: Սերմնահեղուկի կապոցները նկատվել են, թե ինչպես են մոտենում և կպչում միկրոհեղուկ ալիքների կողային պատերին, որպեսզի խուսափեն հեղուկի հոսքի ավելի քան 33 մկմ/վ արագությամբ: Սերմնահեղուկի կապոցները նկատվել են, թե ինչպես են մոտենում և կպչում միկրոհեղուկ ալիքների կողային պատերին, որպեսզի խուսափեն հեղուկի հոսքի ավելի քան 33 մկմ/վ արագությամբ: Было замечено, что пучки сперматозоидов приближаются и прилипают к боковым стенкам микрофлюидных каналов, чтобы избежать сметания со скоростью потока жидкости> 33 мкм / с. Դիտարկվել է, որ սերմնահեղուկների կապոցները մոտենում և կպչում են միկրոհեղուկ ալիքների կողային պատերին՝ հեղուկի հոսքի ավելի քան 33 մկմ/վրկ արագությամբ խուսափելու համար: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>33 մկմ/վրկ։ Было замечено, что пучки сперматозоидов приближаются и прилипают к боковым стенкам микрожидкостного канала, чтобы избежать сметания потоком жидкости со скоростью > 33 мкм/с. Դիտարկվել է, որ սերմնահեղուկները մոտենում և կպչում են միկրոհեղուկ ալիքի կողային պատերին, որպեսզի խուսափեն հեղուկի հոսքից >33 մկմ/վրկ արագությամբ:Սկանավորումը և հաղորդման էլեկտրոնային մանրադիտակը ցույց տվեց, որ սերմնահեղուկի կապոցները պահվում էին առատ խիտ նյութով:Ստացված տվյալները ցույց են տալիս Շարկազի հավի սպերմատոզոիդների եզակի շարժունակությունը, ինչպես նաև սպերմատոզոիդների սոսնձվելու և շարժական կապոցներ ձևավորելու ունակությունը, ինչը նպաստում է SMT-ում սերմնաբջիջների երկարաժամկետ պահպանման ավելի լավ ըմբռնմանը:
Մարդկանց և կենդանիների մեծ մասի մոտ բեղմնավորման հասնելու համար սերմնահեղուկը և ձվաբջիջը պետք է ճիշտ ժամանակին հասնեն բեղմնավորման վայր:Հետեւաբար, զուգավորումը պետք է տեղի ունենա օվուլյացիայից առաջ կամ դրա ժամանակ:Մյուս կողմից, որոշ կաթնասուններ, ինչպիսիք են շները, ինչպես նաև ոչ կաթնասունների տեսակները, ինչպիսիք են միջատները, ձկները, սողունները և թռչունները, սերմնահեղուկը պահում են իրենց վերարտադրողական օրգաններում երկար ժամանակ, մինչև նրանց ձվերը պատրաստ լինեն բեղմնավորման (ասինխրոն բեղմնավորում 1):Թռչունները կարողանում են ձվերը պարարտացնելու ընդունակ սերմնահեղուկի կենսունակությունը պահպանել 2-10 շաբաթ2:
Սա եզակի հատկանիշ է, որը տարբերում է թռչուններին այլ կենդանիներից, քանի որ այն ապահովում է բեղմնավորման մեծ հավանականություն մեկ սերմնավորումից հետո մի քանի շաբաթվա ընթացքում՝ առանց միաժամանակյա զուգավորման և օվուլյացիայի։Սերմնահեղուկի պահպանման հիմնական օրգանը, որը կոչվում է սերմնաբջիջների պահպանման խողովակ (SST), գտնվում է ներքին լորձաթաղանթի ծալքերում՝ արգանդի հեշտոցային հանգույցում:Մինչ օրս սպերմատոզոիդների մուտքը, բնակության և ելքի մեխանիզմները լիովին պարզված չեն:Նախկին ուսումնասիրությունների հիման վրա բազմաթիվ վարկածներ են առաջ քաշվել, սակայն դրանցից ոչ մեկը չի հաստատվել։
Ֆորմանը 4-ը ենթադրեց, որ սպերմատոզոիդները պահպանում են իրենց բնակությունը SST խոռոչում շարունակական տատանողական շարժման միջոցով հեղուկի հոսքի ուղղությամբ SST էպիթելային բջիջների վրա տեղակայված սպիտակուցային ուղիներով (ռեոլոգիա):ATP-ն սպառվում է դրոշակակիրների մշտական ​​ակտիվության պատճառով, որն անհրաժեշտ է սերմնահեղուկը SST լույսում պահելու համար, և շարժունակությունը, ի վերջո, նվազում է, մինչև որ սերմնահեղուկը դուրս բերվի սպերմատոզոիդից հեղուկի հոսքով և սկսի նոր ճանապարհորդություն աճող արգանդի խողովակով` սերմնաբջիջը բեղմնավորելու համար:Ձու (Forman4).Սերմնահեղուկի պահպանման այս մոդելը աջակցվում է SST էպիթելային բջիջներում առկա ակվապորինների 2, 3 և 9 իմունոցիտոքիմիայի միջոցով հայտնաբերմամբ:Մինչ օրս հավի սերմնահեղուկի ռեոլոգիայի և SST-ի պահպանման, հեշտոցային սերմնահեղուկի ընտրության և սերմնահեղուկի մրցակցության մեջ դրա դերի վերաբերյալ ուսումնասիրությունները բացակայում են:Հավերի մոտ սերմը հեշտոց է մտնում բնական զուգավորումից հետո, սակայն սերմնաբջիջների ավելի քան 80%-ը վագինից դուրս է մղվում զուգավորումից անմիջապես հետո:Սա ենթադրում է, որ հեշտոցը թռչունների մեջ սերմնահեղուկի ընտրության առաջնային տեղն է:Բացի այդ, հաղորդվել է, որ հեշտոցում բեղմնավորված սպերմատոզոիդների 1%-ից պակասը հայտնվում է SST2-ում:Հեշտոցային ճտերի արհեստական ​​բեղմնավորման ժամանակ սերմնահեղուկների թիվը, որոնք հասնում են SST-ի, հակված են աճել սերմնավորումից 24 ժամ հետո:Առայժմ այս գործընթացի ընթացքում սերմնահեղուկի ընտրության մեխանիզմը պարզ չէ, և սերմնահեղուկի շարժունակությունը կարող է կարևոր դեր խաղալ SST սերմի կլանման գործում:Ֆալոպյան խողովակների հաստ և անթափանց պատերի պատճառով դժվար է ուղղակիորեն վերահսկել սերմնահեղուկի շարժունակությունը թռչունների արգանդափողերում:Հետևաբար, մենք չունենք տարրական գիտելիքներ այն մասին, թե ինչպես են սպերմատոզոիդները բեղմնավորումից հետո անցնում SST-ի:
Վերջերս ռեոլոգիան ճանաչվել է որպես կաթնասունների սեռական օրգաններում սերմնաբջիջների տեղափոխումը վերահսկող կարևոր գործոն:Հիմնվելով շարժուն սպերմատոզոիդների հակահոսանք գաղթելու ունակության վրա՝ Զաֆերանին և ուրիշները8 օգտագործեցին կորրա միկրոհեղուկ համակարգ՝ պասիվորեն մեկուսացնելու շարժուն սերմնահեղուկը գրված սերմի նմուշներից:Սերմնահեղուկի տեսակավորման այս տեսակը կարևոր է բժշկական անպտղության բուժման և կլինիկական հետազոտությունների համար և նախընտրելի է ավանդական մեթոդներից, որոնք ժամանակ և աշխատատար են և կարող են վտանգել սերմի մորֆոլոգիան և կառուցվածքային ամբողջականությունը:Այնուամենայնիվ, մինչ օրս ոչ մի ուսումնասիրություն չի իրականացվել հավի սեռական օրգանների սեկրեցների ազդեցության վերաբերյալ սերմնաբջիջների շարժունակության վրա:
Անկախ SST-ում պահվող սերմնահեղուկի պահպանման մեխանիզմից, շատ հետազոտողներ նկատել են, որ ռեզիդենտ սպերմատոզոիդները գլուխ-գլուխ ագլյուտինացվում են 9, 10, լոր 2 և հնդկահավերի 11 հավի SST-ում՝ ձևավորելով ագլյուտինացված սերմնահեղուկներ:Հեղինակները ենթադրում են, որ կապ կա այս ագլյուտինացիայի և ՍՍՏ-ում սերմնաբջիջների երկարատև պահպանման միջև:
Tingari-ն և Lake12-ը զեկուցել են, որ սերմնահեղուկների միջև առկա է ուժեղ կապ հավի սերմնաբջիջ ընդունող գեղձի մեջ և կասկածի տակ են դրել, թե արդյոք թռչնի սպերմատոզոիդները ագլյուտինացվում են այնպես, ինչպես կաթնասունների սերմնաբջիջները:Նրանք կարծում են, որ սպերմատոզոիդների միջև խորը կապերը vas deferens-ում կարող են պայմանավորված լինել փոքր տարածության մեջ մեծ քանակությամբ սերմնաբջիջների առկայությամբ առաջացած սթրեսով:
Թարմ կախովի ապակե սլայդների վրա սերմնաբջիջների վարքը գնահատելիս նկատվում են ագլյուտինացիայի անցողիկ նշաններ, հատկապես սերմնահեղուկի կաթիլների եզրերին:Այնուամենայնիվ, ագլյուտինացիան հաճախ խանգարվում էր անընդհատ շարժման հետ կապված պտտվող գործողության պատճառով, ինչը բացատրում է այս երևույթի անցողիկ բնույթը:Հետազոտողները նաև նկատել են, որ երբ սերմնահեղուկին ավելացվում է լուծիչ, ի հայտ են գալիս երկարավուն «թելման» բջիջների ագրեգատներ։
Սպերմատոզոիդը նմանակելու վաղ փորձերն արվել են կախված կաթիլից բարակ մետաղալար հանելով, ինչի արդյունքում սերմնահեղուկի կաթիլից դուրս է ցցվել սերմնահեղուկի նմանվող երկարավուն վեզիկուլ:Սպերմատոզոիդները անմիջապես շարվեցին վեզիկուլում զուգահեռ ձևով, բայց ամբողջ միավորը արագ անհետացավ 3D սահմանափակման պատճառով:Ուստի սպերմատոզոիդների ագլյուտինացիան ուսումնասիրելու համար անհրաժեշտ է դիտարկել սպերմատոզոիդների շարժունակությունը և վարքագիծը ուղղակիորեն մեկուսացված սերմնաբջիջների պահեստավորման խողովակներում, ինչը դժվար է հասնել:Հետևաբար, անհրաժեշտ է մշակել մի գործիք, որը նմանակում է սերմնաբջիջներին՝ աջակցելու սերմնաբջիջների շարժունակության և ագլյուտինացիայի վարքագծի ուսումնասիրություններին:Brillard-ը և այլոք13-ը զեկուցել են, որ չափահաս ձագերի մոտ սերմնաբջիջների միջին երկարությունը 400-600 մկմ է, սակայն որոշ SST-ներ կարող են լինել մինչև 2000 մկմ:Mero-ն և Ogasawara14-ը բաժանեցին սերմնահեղուկները ընդլայնված և ոչ մեծացած սերմնաբջիջների պահեստավորման խողովակների, որոնք երկուսն էլ երկարությամբ (~ 500 մկմ) և պարանոցի լայնությամբ (~ 38 մկմ) էին, բայց խողովակների լույսի միջին տրամագիծը 56,6 և 56,6 մկմ էր:., համապատասխանաբար 11,2 մկմ, համապատասխանաբար։Ընթացիկ ուսումնասիրության մեջ մենք օգտագործեցինք միկրոհեղուկ սարք՝ 200 մկմ × 20 մկմ (Վտ × Հ) ալիքի չափով, որի խաչմերուկը փոքր-ինչ մոտ է ուժեղացված SST-ին:Բացի այդ, մենք ուսումնասիրեցինք սերմնահեղուկի շարժունակությունը և ագլյուտինացիայի վարքը հոսող հեղուկում, ինչը համահունչ է Ֆորմենի վարկածին, որ SST էպիթելային բջիջների կողմից արտադրված հեղուկը սպերմատոզոիդը պահպանում է լույսի մեջ հակահոսանքի (ռեոլոգիական) ուղղությամբ:
Այս հետազոտության նպատակն էր հաղթահարել սպերմատոզոիդների շարժունակությունը արգանդի խողովակում և խուսափել դինամիկ միջավայրում սերմնաբջիջների ռեոլոգիայի և վարքագծի ուսումնասիրման դժվարություններից:Օգտագործվել է միկրոհեղուկ սարք, որը ստեղծում է հիդրոստատիկ ճնշում՝ հավի սեռական օրգաններում սերմնահեղուկի շարժունակությունը մոդելավորելու համար:
Երբ նոսրացված սերմի նմուշի կաթիլը (1:40) բեռնվեց միկրոալիքային սարքի մեջ, հնարավոր էր հայտնաբերել սերմնաբջիջների շարժունակության երկու տեսակ (մեկուսացված սերմնահեղուկ և կապակցված սերմնաբջիջ):Բացի այդ, սպերմատոզոիդները հակված էին լողալու հոսանքին հակառակ (դրական ռեոլոգիա; տեսանյութ 1, 2): Թեև սերմնաբջիջներն ավելի ցածր արագություն ունեին, քան միայնակ սերմնահեղուկի արագությունը (p <0,001), դրանք մեծացնում էին դրական ռեոտաքսիս դրսևորող սերմնաբջիջների տոկոսը (p <0,001, Աղյուսակ 2): Թեև սերմնաբջիջներն ավելի ցածր արագություն ունեին, քան միայնակ սերմնահեղուկի արագությունը (p <0,001), դրանք մեծացնում էին դրական ռեոտաքսիս դրսևորող սերմնաբջիջների տոկոսը (p <0,001, Աղյուսակ 2): Сперматозоидов имели более низкую скорость, чем у одиночных сперматозоидов (p < 0,001), они увеличивали процент сперматозоидов, демонстрирующих положительный реотаксис (p < 0,001); Թեև սերմնահեղուկների կապոցներն ունեին ավելի ցածր արագություն, քան միայնակ սերմնահեղուկը (p <0,001), նրանք մեծացնում էին դրական ռեոտաքսիս ցույց տվող սերմնաբջիջների տոկոսը (p <0,001, Աղյուսակ 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 < 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）分比 (p <0,001 ； 2……………………………………… Хотя скорость пучков сперматозоидов была ниже, чем у одиночных сперматозоидов (p < 0,001), они увеличивали процент сперматозоидов положительной реологией (p < 0,001; էջ 2): Թեև սերմնահեղուկների արագությունը ավելի ցածր էր, քան միայնակ սերմնահեղուկը (p <0,001), դրանք ավելացրին դրական ռեոլոգիայով սերմնաբջիջների տոկոսը (p <0,001, Աղյուսակ 2):Միայնակ սպերմատոզոիդների և տուֆտաների դրական ռեոլոգիան գնահատվում է համապատասխանաբար մոտավորապես 53% և 85%:
Նկատվել է, որ շարկասի հավերի սպերմատոզոիդները սերմնաժայթքումից անմիջապես հետո կազմում են գծային կապոցներ՝ բաղկացած տասնյակ անհատներից։Այս տուֆտները ժամանակի ընթացքում ավելանում են երկարությամբ և հաստությամբ և կարող են մնալ in vitro մի քանի ժամ մինչև ցրվելը (տեսանյութ 3):Այս թելիկային կապոցները նման են էխիդնայի սպերմատոզոիդների, որոնք ձևավորվում են էպիդիդիմիսի վերջում:Պարզվել է, որ Շարկաշիի հավի սերմնահեղուկը հավաքելուց հետո մեկ րոպեից պակաս ժամանակում ագլյուտինացիայի և ցանցանման կապոց ձևավորելու մեծ միտում ունի:Այս ճառագայթները դինամիկ են և կարող են կպչել մոտակա պատերին կամ ստատիկ օբյեկտներին:Թեև սերմնաբջիջները նվազեցնում են սերմնաբջիջների արագությունը, պարզ է, որ մակրոսկոպիկորեն դրանք մեծացնում են դրանց գծայինությունը:Փաթեթների երկարությունը տատանվում է՝ կախված կապոցներում հավաքված սերմնաբջիջների քանակից։Մեկուսացվել է կապոցի երկու մաս՝ սկզբնական մասը, ներառյալ ագլյուտինացված սերմի ազատ գլուխը, և վերջավոր մասը՝ ներառյալ պոչը և սերմի ամբողջ հեռավոր ծայրը:Բարձր արագությամբ տեսախցիկի միջոցով (950 կադր/վ) փաթեթի սկզբնական հատվածում նկատվել են ագլյուտինացված սերմնաբջիջների ազատ գլուխներ, որոնք պատասխանատու են կապոցի շարժման համար՝ իրենց տատանողական շարժման շնորհիվ՝ մնացածները պարուրաձև շարժումով քաշելով փաթեթի մեջ (Տեսանյութ 4):Այնուամենայնիվ, երկար տուֆտների դեպքում նկատվել է, որ որոշ ազատ սերմնահեղուկի գլուխներ, որոնք կպչում են մարմնին և տուֆի վերջավոր հատվածին, գործում են որպես թիակներ, որոնք օգնում են շարժել թմբուկը:
Հեղուկի դանդաղ հոսքի ժամանակ սերմնահեղուկները շարժվում են միմյանց զուգահեռ, այնուամենայնիվ, նրանք սկսում են համընկնել և կպչել ամեն ինչին, ինչ դեռևս է, որպեսզի հոսքի արագության աճի հետ չլվացվեն ընթացիկ հոսքից:Փաթեթները ձևավորվում են, երբ մի բուռ սերմնաբջիջներ մոտենում են միմյանց, նրանք սկսում են համաժամանակյա շարժվել և փաթաթվել միմյանց շուրջը, իսկ հետո կպչել կպչուն նյութին:1-ին և 2-րդ նկարները ցույց են տալիս, թե ինչպես են սերմնահեղուկները մոտենում միմյանց՝ ձևավորելով միացում, երբ պոչերը փաթաթվում են միմյանց շուրջը:
Հետազոտողները հիդրոստատիկ ճնշում են կիրառել միկրոալիքում հեղուկի հոսք ստեղծելու համար՝ սերմնաբջիջների ռեոլոգիան ուսումնասիրելու համար:Օգտագործվել է 200 մկմ × 20 մկմ (Վ × Հ) չափսերով միկրոալիք և 3,6 մկմ երկարություն։Օգտագործեք միկրոալիքներ տարաների միջև, որոնց ծայրերում տեղադրված են ներարկիչներ:Ալիքներն ավելի տեսանելի դարձնելու համար օգտագործվել է սննդի ներկ:
Պատին կապեք փոխկապակցման մալուխները և պարագաները:Տեսանյութն արվել է ֆազային կոնտրաստի մանրադիտակով։Յուրաքանչյուր պատկերով ներկայացված են ֆազային հակադրության մանրադիտակ և քարտեզագրման պատկերներ:(A) Երկու հոսքերի միջև կապը դիմադրում է հոսքին պարուրաձև շարժման պատճառով (կարմիր սլաք):(B) Խողովակի կապոցի և ալիքի պատի միջև կապը (կարմիր սլաքներ), միևնույն ժամանակ դրանք միացված են երկու այլ կապոցների (դեղին սլաքներ):(C) Սերմնահեղուկի կապոցները միկրոհեղուկ ալիքում սկսում են միանալ միմյանց հետ (կարմիր սլաքներ)՝ ձևավորելով սերմնահեղուկի կապոցների ցանց:(Դ) Սերմնաբջիջների ցանցի ձևավորում:
Երբ նոսրացած սերմնահեղուկի կաթիլը բեռնվեց միկրոհեղուկ սարքի մեջ և հոսք ստեղծվեց, նկատվեց, որ սերմնաբջիջը շարժվում է հոսքի ուղղությամբ:Փաթեթները սերտորեն տեղավորվում են միկրոալիքների պատերին, իսկ կապոցների սկզբնական մասի ազատ գլուխները սերտորեն տեղավորվում են դրանց դեմ (տեսանյութ 5):Նրանք նաև կպչում են իրենց ճանապարհին գտնվող ցանկացած անշարժ մասնիկին, օրինակ՝ բեկորներին, որպեսզի դիմադրեն հոսանքից քշվելուն:Ժամանակի ընթացքում այս տուֆտները դառնում են երկար թելեր, որոնք թակարդում են այլ միայնակ սպերմատոզոիդներ և ավելի կարճ թիթեղներ (Տեսանյութ 6):Երբ հոսքը սկսում է դանդաղել, սերմնաբջիջների երկար գծերը սկսում են ձևավորել սերմնաբջիջների ցանց (Տեսանյութ 7; Նկար 2):
Հոսքի բարձր արագության դեպքում (V > 33 մկմ/վ), թելերի պարուրաձև շարժումներն ավելանում են, քանի որ փորձ է արվում որսալ բազմաթիվ առանձին սերմնահեղուկներ, որոնք ձևավորող կապոցներ են ավելի լավ դիմակայում հոսքի շարժման ուժին: Հոսքի բարձր արագության դեպքում (V > 33 մկմ/վ), թելերի պարուրաձև շարժումներն ավելանում են, քանի որ փորձ է արվում որսալ բազմաթիվ առանձին սերմնահեղուկներ, որոնք ձևավորող կապոցներ են ավելի լավ դիմակայում հոսքի շարժման ուժին: При высокой скорости потока (V > 33 мкм/с) спиралевидные движения нитей усиливаются, поскольку они пытаются поймать множество отдельных сперматозоидов, образующий полощиются . Հոսքի բարձր արագության դեպքում (V > 33 մկմ/վ), թելերի պարուրաձև շարժումները մեծանում են, քանի որ նրանք փորձում են բռնել բազմաթիվ առանձին սերմնահեղուկներ, որոնք ձևավորում են կապոցներ, որոնք ավելի լավ են դիմադրում հոսքի շարժման ուժին:在高流速(V > 33 մկմ/վրկ)地抵抗流动的漂移力.在 高 流速 (v> 33 մկմ/վրկ)地 抵抗 的 漂移力…..… При высоких скоростях потока (V > 33 мкм/с) спиральное движение нитей увеличивается в попытке захватить множество отдельных сперматозоидов, образующих пучкички, чтобьщих путочки, чтобьщих постоя сила. Հոսքի բարձր արագության դեպքում (V > 33 մկմ/վ) թելերի պարուրաձև շարժումը մեծանում է՝ փորձելով գրավել բազմաթիվ առանձին սերմնահեղուկներ, որոնք ձևավորում են կապոցներ՝ հոսքի շեղող ուժերին ավելի լավ դիմակայելու համար:Փորձել են նաև միկրոալիքներ ամրացնել կողային պատերին։
Սերմնահեղուկի կապոցները հայտնաբերվել են որպես սերմնաբջիջների գլխիկների և գանգրացնող պոչերի կլաստերներ՝ օգտագործելով լուսային մանրադիտակ (LM):Տարբեր ագրեգատներով սերմնահեղուկների կապոցները նույնպես ճանաչվել են որպես ոլորված գլուխներ և դրոշակավոր ագրեգատներ, բազմաթիվ միաձուլված սերմնահեղուկների պոչեր, սերմնահեղուկների գլուխներ՝ կապված պոչին, և սերմնաբջիջների գլուխներ՝ թեքված միջուկներով, որպես բազմաթիվ միաձուլված միջուկներ:փոխանցման էլեկտրոնային մանրադիտակ (TEM):Սկանավորող էլեկտրոնային մանրադիտակը (SEM) ցույց է տվել, որ սերմնահեղուկների կապոցները սերմնաբջիջների գլխիկների պատված ագրեգատներ են, իսկ սերմնահեղուկների ագրեգատները ցույց են տվել փաթաթված պոչերի կցված ցանց:
Սպերմատոզոիդների մորֆոլոգիան և ուլտրակառույցը, սպերմատոզոիդների կապոցների ձևավորումը ուսումնասիրվել են լուսային մանրադիտակի (կես հատված), սկանավորող էլեկտրոնային մանրադիտակի (SEM) և փոխանցման էլեկտրոնային մանրադիտակի (TEM) միջոցով, սերմնահեղուկները ներկվել են ակրիդինային նարնջով և հետազոտվել էպիֆլյուորե միկրոսկոպիայի միջոցով:
Սերմնահեղուկի քսուքի ներկումը ակրիդին նարնջով (նկ. 3B) ցույց տվեց, որ սերմնաբջիջների գլուխները խրված են միմյանց հետ և ծածկված են արտազատող նյութով, ինչը հանգեցրեց մեծ տուֆտների առաջացմանը (նկ. 3D):Սպերմատոզոիդների կապոցները կազմված էին սերմնահեղուկների ագրեգատներից՝ կցված պոչերի ցանցով (նկ. 4Ա-Գ):Սերմնահեղուկի կապոցները կազմված են իրար խրված բազմաթիվ սերմնահեղուկների պոչերից (նկ. 4D):Գաղտնիքները (նկ. 4E,F) ծածկում էին սպերմատոզոիդների կապոցների գլուխները:
Սպերմատոզոիդների կապոցի ձևավորումը Ֆազային կոնտրաստային մանրադիտակի և ակրիդինային նարնջով ներկված սերմնահեղուկի կիրառմամբ ցույց տվեցին, որ սերմնաբջիջների գլուխները կպչում են իրար:(Ա) Վաղ սերմնահեղուկի ձևավորումը սկսվում է սերմնահեղուկով (սպիտակ շրջան) և երեք սերմնահեղուկով (դեղին շրջան), որի պարույրը սկսվում է պոչից և ավարտվում գլխում:(B) Սերմնահեղուկի քսուկի ֆոտոմիկրոգրաֆիա, որը ներկված է ակրիդինային նարնջով, որը ցույց է տալիս կպած սերմնահեղուկի գլուխները (սլաքները):Արտահոսքը ծածկում է գլուխը (գլուխները):Խոշորացում × 1000. (C) Հոսքով տեղափոխվող մեծ ճառագայթի մշակում միկրոհեղուկ ալիքով (օգտագործելով բարձր արագությամբ տեսախցիկ 950 կադր/վրկ):(D) Սպերմատոզոիդների քսուքի միկրոգրաֆիա, որը ներկված է ակրիդինային նարնջով, որը ցույց է տալիս մեծ տուֆտներ (սլաքներ):Խոշորացում՝ × 200:
Սերմնաբջիջի ճառագայթի և ակրիդինային նարնջով ներկված սերմնահեղուկի սկանավորման էլեկտրոնային միկրոգրաֆիա:(A, B, D, E) սպերմատոզոիդների թվային գունավոր սկանավորման էլեկտրոնային միկրոգրաֆիաներ են, իսկ C և F-ը ակրիդին նարնջի ներկված սերմնահեղուկի միկրոգրաֆիաներ են, որոնք ցույց են տալիս պոչային ցանցը փաթաթող բազմաթիվ սերմնաբջիջների կցվածությունը:(AC) Սերմի ագրեգատները ցուցադրվում են որպես կցված պոչերի ցանց (սլաքներ):(Դ) մի քանի սերմնահեղուկների կպչունություն (կպչուն նյութով, վարդագույն ուրվագիծով, սլաքով) պոչի շուրջը փաթաթված:(E և F) Սերմի գլխի ագրեգատներ (ցուցիչներ) ծածկված սոսինձ նյութով (ցուցիչներ):Սպերմատոզոիդները գոյացել են մի քանի հորձանման կառուցվածքներով կապոցներ (F):(C) ×400 և (F) ×200 խոշորացումներ:
Օգտագործելով փոխանցման էլեկտրոնային մանրադիտակը, մենք պարզեցինք, որ սերմնահեղուկների կապոցները ունեին կցված պոչեր (նկ. 6A, C), գլուխներ՝ կապված պոչերի վրա (նկ. 6B) կամ գլուխներ՝ կապված պոչերի վրա (նկ. 6D):Սպերմատոզոիդների գլուխները կապոցում կորացած են՝ հատվածում ներկայացնելով երկու միջուկային շրջաններ (նկ. 6D):Կտրվածքի կապոցում սպերմատոզոիդն ուներ ոլորված գլուխ՝ երկու միջուկային շրջաններով և բազմաթիվ դրոշակավոր շրջաններով (նկ. 5Ա):
Թվային գունավոր էլեկտրոնային միկրոգրաֆիկ, որը ցույց է տալիս սերմնաբջիջների միացնող պոչերը և սերմնաբջիջների գլուխները միացնող նյութը:(A) Մեծ քանակությամբ սերմնահեղուկների կցված պոչը:Ուշադրություն դարձրեք, թե ինչպես է պոչը նայում ինչպես դիմանկարային (սլաք), այնպես էլ լանդշաֆտային (սլաք) կանխատեսումներում:(Բ) Սերմի գլուխը (սլաքը) կապված է պոչին (սլաքը):(C) Սերմի մի քանի պոչեր (սլաքներ) կցված են:(D) Ագլյուտինացիոն նյութը (AS, կապույտ) միացնում է չորս սերմի գլուխ (մանուշակագույն):
Սկանավորող էլեկտրոնային մանրադիտակն օգտագործվել է սեկրեցներով կամ թաղանթներով ծածկված սերմնահեղուկների կապոցներում սերմնաբջիջների գլուխները հայտնաբերելու համար (Նկար 6B), ինչը ցույց է տալիս, որ սերմնաբջիջները խարսխված են արտաբջջային նյութով:Ագլյուտինացված նյութը կենտրոնացել է սերմի գլխում (մեդուզայի գլխի նման հավաքույթ; նկ. 5B) և ընդլայնվել է դիստալ մասում՝ տալով փայլուն դեղին տեսք ֆլյուորեսցենտային մանրադիտակի տակ, երբ ներկվել է ակրիդինային նարնջագույնով (նկ. 6C):Այս նյութը հստակ տեսանելի է սկանավորող մանրադիտակի տակ և համարվում է կապող միջոց:Կիսաբարակ հատվածները (Նկար 5C) և ակրիդինային նարնջով ներկված սերմնահեղուկները ցույց տվեցին սերմնահեղուկի կապոցներ, որոնք պարունակում էին խիտ փաթեթավորված գլուխներ և ոլորված պոչեր (Նկար 5D):
Տարբեր ֆոտոմիկրոգրաֆներ, որոնք ցույց են տալիս սերմնահեղուկի գլուխների և ծալված պոչերի կուտակումը տարբեր մեթոդների կիրառմամբ:(A) Սերմնահեղուկի փաթեթի խաչաձեւ թվային գունավոր փոխանցման էլեկտրոնային միկրոգրաֆիա, որը ցույց է տալիս ոլորված սերմնաբջիջների գլուխը երկու մասից բաղկացած միջուկով (կապույտ) և մի քանի դրոշակավոր մասերով (կանաչ):(B) Թվային գունավոր սկանավորող էլեկտրոնային միկրոգրաֆիկ, որը ցույց է տալիս մեդուզաների նման սերմնահեղուկների կլաստեր (սլաքներ), որոնք կարծես ծածկված են:(C) Կիսաբարակ հատված, որը ցույց է տալիս սերմնահեղուկի ագրեգացված գլուխները (սլաքները) և ոլորված պոչերը (սլաքները):(D) Ակրիդինային նարնջով ներկված սերմնահեղուկի միկրոգրաֆիա, որը ցույց է տալիս սերմնահեղուկի գլուխների (սլաքների) և ոլորված կպչուն պոչերի (սլաքների) ագրեգատները:Նկատի ունեցեք, որ կպչուն նյութը (S) ծածկում է սպերմատոզոիդների գլուխը։(D) × 1000 խոշորացում:
Օգտագործելով փոխանցման էլեկտրոնային մանրադիտակը (նկ. 7Ա), նշվեց նաև, որ սերմնահեղուկի գլուխները ոլորված են, իսկ միջուկները պարուրաձև տեսք ունեին, ինչը հաստատվում է ակրիդինային նարնջով ներկված և ֆլուորեսցենտային մանրադիտակով հետազոտված սերմնահեղուկներով (նկ. 7Բ):
(A) Թվային գունավոր փոխանցման էլեկտրոնային միկրոգրաֆիկ և (B) Acridine-ի նարնջագույն ներկված սերմնահեղուկի քսուք, որը ցույց է տալիս ոլորված գլուխները և սերմնաբջիջների գլուխների և պոչերի ամրացումը (սլաքներ):(B) × 1000 խոշորացում:
Հետաքրքիր բացահայտումն այն է, որ Շարկազիի սերմնահեղուկը ագրեգացվում է շարժական թելիկային կապոցներ ձևավորելու համար:Այս կապոցների հատկությունները թույլ են տալիս հասկանալ նրանց հնարավոր դերը ՍՍՏ-ում սերմնաբջիջների կլանման և պահպանման գործում:
Զուգավորումից հետո սերմնահեղուկը մտնում է հեշտոց և անցնում ինտենսիվ սելեկցիայի գործընթաց, որի արդյունքում միայն սահմանափակ թվով սերմնաբջիջներ են մտնում SST15,16:Մինչ օրս պարզ չէ այն մեխանիզմները, որոնցով սերմնահեղուկը մտնում և դուրս է գալիս SST-ից:Թռչնաբուծության մեջ սպերմատոզոիդները պահպանվում են SST-ում 2-ից 10 շաբաթ երկար ժամանակով, կախված տեսակից6:ՍՍՏ-ում պահեստավորման ժամանակ սերմնահեղուկի վիճակի վերաբերյալ հակասությունները դեռևս չեն դադարում:Նրանք շարժման մեջ են, թե՞ հանգստի մեջ:Այսինքն՝ ինչպե՞ս են սերմնաբջիջներն այսքան ժամանակ պահպանում իրենց դիրքը ՍՍՏ-ում։
Forman4-ը առաջարկեց, որ SST-ի նստեցումը և արտամղումը կարելի է բացատրել սերմնաբջիջների շարժունակությամբ:Հեղինակները ենթադրում են, որ սերմնահեղուկը պահպանում է իր դիրքը՝ լողալով SST էպիթելի կողմից ստեղծված հեղուկ հոսքի դեմ, և որ սերմնահեղուկը դուրս է մղվում SST-ից, երբ դրանց արագությունը ընկնում է այն կետից, երբ նրանք սկսում են հետ շարժվել էներգիայի պակասի պատճառով:Zaniboni5-ը հաստատել է ակվապորինների 2, 3 և 9 առկայությունը SST էպիթելի բջիջների գագաթային հատվածում, որոնք կարող են անուղղակիորեն աջակցել Ֆորմենի սերմնաբջիջների պահպանման մոդելին:Ընթացիկ ուսումնասիրության ընթացքում մենք պարզեցինք, որ Շարկաշիի սերմնաբջիջների գրեթե կեսը դրական ռեոլոգիա է ցույց տալիս հոսող հեղուկում, և որ ագլյուտինացված սերմնահեղուկները մեծացնում են դրական ռեոլոգիա ցուցաբերող սերմնահեղուկների թիվը, թեև ագլյուտինացիան դանդաղեցնում է դրանք:Թե ինչպես են սերմնաբջիջները թռչնի արգանդափողով պտտվում դեպի բեղմնավորման վայր, լիովին հասկանալի չէ:Կաթնասունների մոտ ֆոլիկուլային հեղուկը քիմիա ձգում է սերմնաբջիջներին:Այնուամենայնիվ, ենթադրվում է, որ քիմիաթրակտանտները սպերմատոզոիդներին ուղղորդում են մոտենալ երկար հեռավորություններին7:Հետեւաբար, այլ մեխանիզմներ են պատասխանատու սերմնաբջիջների տեղափոխման համար:Նշվում է, որ սերմնահեղուկի կարողությունը կողմնորոշվել և հոսել զուգավորումից հետո արձակված արգանդի խողովակի հեղուկի դեմ, որպես հիմնական գործոն մկների մեջ սերմնաբջիջների թիրախավորման գործում:Parker 17-ը առաջարկեց, որ սերմնաբջիջները հատեն ձվաբջիջները՝ լողալով թռչունների և սողունների թարթիչավոր հոսանքին հակառակ:Չնայած այն փորձնականորեն չի ապացուցվել թռչունների մոտ, Adolphi18-ն առաջինն էր, ով պարզեց, որ թռչնի սերմնահեղուկը դրական արդյունքներ է տալիս, երբ ծածկույթի և սլայդի միջև հեղուկի բարակ շերտ է ստեղծվում զտիչ թղթի շերտով:Ռեոլոգիա.Հինոն և Յանագիմաչին [19] տեղադրեցին մկան ձվարան-խողովակ-արգանդային համալիր պերֆուզիոն օղակի մեջ և 1 մկլ թանաք ներարկեցին արգանդափողերում հեղուկի հոսքը պատկերացնելու համար:Նրանք նկատեցին կծկման և թուլացման շատ ակտիվ շարժում արգանդափողով, որում բոլոր թանաքային գնդիկները անշեղորեն շարժվում էին դեպի արգանդափողովակի ամպուլա:Հեղինակները շեշտում են խողովակային հեղուկի հոսքի կարևորությունը ներքևից դեպի վերին արգանդափողեր՝ սերմնահեղուկի բարձրացման և բեղմնավորման համար:Brillard20-ը հաղորդում է, որ հավերի և հնդկահավերի մոտ սպերմատոզոիդները գաղթում են ակտիվ շարժումով հեշտոցային մուտքից, որտեղ դրանք պահվում են, մինչև արգանդային հեշտոցային հանգույց, որտեղ դրանք պահվում են:Այնուամենայնիվ, այս շարժումը չի պահանջվում արգանդի հեշտոցային հանգույցի և ինֆունդիբուլի միջև, քանի որ սպերմատոզոիդները տեղափոխվում են պասիվ տեղաշարժով:Իմանալով այս նախորդ առաջարկությունները և ընթացիկ ուսումնասիրության արդյունքները, կարելի է ենթադրել, որ սպերմատոզոիդների՝ հոսանքին հակառակ շարժվելու ունակությունը (ռեոլոգիա) այն հատկություններից մեկն է, որի վրա հիմնված է ընտրության գործընթացը:Սա որոշում է սպերմատոզոիդների անցումը հեշտոցով և դրանց մուտքը CCT պահեստավորման համար:Ինչպես առաջարկեց Forman4-ը, սա կարող է նաև հեշտացնել սերմնահեղուկի ներթափանցման գործընթացը SST և նրա բնակավայր որոշակի ժամանակահատվածում, իսկ հետո դուրս գալը, երբ դրանց արագությունը սկսում է դանդաղել:
Մյուս կողմից, Մացուզակին և Սասանամին 21-ն առաջարկեցին, որ թռչնի սպերմատոզոիդները ենթարկվում են շարժունակության փոփոխությունների՝ արական և էգերի վերարտադրողական ուղիներում քնից մինչև շարժունակություն:Առաջարկվել է ՍՍՏ-ում ռեզիդենտ սպերմատոզոիդների շարժունակության արգելակումը` բացատրելու համար սերմնահեղուկի երկար պահպանման ժամկետը, այնուհետև երիտասարդացումը ՍՍՏ-ից դուրս գալուց հետո:Հիպոքսիկ պայմաններում Մացուզակին և այլք.1 հաղորդում է SST-ում լակտատի բարձր արտադրություն և արտազատում, ինչը կարող է հանգեցնել ռեզիդենտ սերմնահեղուկի շարժունակության արգելակմանը:Այս դեպքում սպերմատոզոիդների ռեոլոգիայի կարևորությունն արտահայտվում է սերմնաբջիջների ընտրության և կլանման, այլ ոչ թե դրանց պահպանման մեջ։
Սերմի ագլյուտինացիայի օրինաչափությունը համարվում է խելամիտ բացատրություն ՍՍՏ-ում սերմնահեղուկի երկար պահպանման ժամկետի համար, քանի որ սա թռչնաբուծության մեջ սերմնաբջիջների պահպանման ընդհանուր օրինաչափություն է2,22,23:Bakst et al.2-ը նկատել է, որ սպերմատոզոիդների մեծ մասը կպչում է միմյանց՝ ձևավորելով ֆասիկուլյար ագրեգատներ, իսկ առանձին սպերմատոզոիդներ հազվադեպ են հայտնաբերվել լորի CCM-ում:Մյուս կողմից, Wen et al.24-ը հավի մոտ նկատվել է ավելի շատ ցրված սերմնահեղուկ և ավելի քիչ սպերմատոզոիդներ SST լույսում:Այս դիտարկումների հիման վրա կարելի է ենթադրել, որ սերմնահեղուկի ագլյուտինացիայի հակումը տարբերվում է թռչունների և նույն սերմնաժայթքում գտնվող սերմնահեղուկների միջև:Բացի այդ, Վան Կրեյը և այլք.9-ը ենթադրում է, որ ագլյուտինացված սպերմատոզոիդների պատահական տարանջատումը պատասխանատու է սպերմատոզոիդների աստիճանական ներթափանցման համար արգանդափողի լույս:Համաձայն այս վարկածի, ՍՍՏ-ից նախ պետք է դուրս մղվեն ավելի ցածր ագլյուտինացիոն հզորությամբ սերմնաբջիջները:Այս համատեքստում, սպերմատոզոիդների ագլյուտինացման ունակությունը կարող է լինել կեղտոտ թռչունների սերմնահեղուկ մրցակցության արդյունքի վրա ազդող գործոն:Բացի այդ, որքան երկար է ագլյուտինացված սերմնահեղուկը տարանջատվում, այնքան երկար է պահպանվում պտղաբերությունը:
Թեև սպերմատոզոիդների ագրեգացիան և կապոցների մեջ ագրեգացումը նկատվել է մի քանի ուսումնասիրություններում2,22,24, դրանք մանրամասն նկարագրված չեն SST-ի շրջանակներում իրենց կինեմատիկական դիտարկման բարդության պատճառով:Մի քանի փորձ է արվել ուսումնասիրել սերմի ագլյուտինացիան in vitro:Ընդարձակ, բայց անցողիկ ագրեգացիա է նկատվել, երբ բարակ մետաղալարը հանվել է կախված սերմի կաթիլից:Սա հանգեցնում է նրան, որ երկարաձգված պղպջակը դուրս է գալիս կաթիլից՝ ընդօրինակելով սերմնագեղձը։Եռաչափ սահմանափակումների և կաթիլային չորացման կարճ ժամանակի պատճառով ամբողջ բլոկը արագ խարխլվեց9:Ընթացիկ ուսումնասիրության ընթացքում, օգտագործելով Sharkashi հավերը և միկրոհեղուկ չիպսերը, մենք կարողացանք նկարագրել, թե ինչպես են այս տուֆտները ձևավորվում և ինչպես են դրանք շարժվում:Սերմնահեղուկի կապոցները ձևավորվել են սերմնահեղուկի հավաքումից անմիջապես հետո և պարզվել է, որ դրանք շարժվում են պարուրաձև՝ ցույց տալով դրական ռեոլոգիա, երբ առկա է հոսքի մեջ:Ավելին, երբ մակրոսկոպիկ կերպով դիտարկվում է, նկատվել է, որ սերմնահեղուկի կապոցները մեծացնում են շարժունակության գծայինությունը՝ համեմատած մեկուսացված սերմնաբջիջների հետ:Սա ենթադրում է, որ սերմնահեղուկի ագլյուտինացիան կարող է տեղի ունենալ մինչև SST ներթափանցումը, և որ սպերմատոզոիդների արտադրությունը չի սահմանափակվում փոքր տարածքով սթրեսի պատճառով, ինչպես նախկինում առաջարկվել է (Tingari and Lake12):Թունկի ձևավորման ժամանակ սերմնաբջիջները սինխրոն լողում են մինչև միացում կազմելը, այնուհետև նրանց պոչերը փաթաթվում են միմյանց շուրջը և սերմնահեղուկի գլուխը մնում է ազատ, բայց սպերմատոզոիդների պոչը և հեռավոր մասը կպչուն նյութով կպչում են:Հետեւաբար, կապանի ազատ գլուխը պատասխանատու է շարժման համար, քարշ տալով կապանի մնացած մասը:Սերմնաբջիջների սկանավորման էլեկտրոնային մանրադիտակը ցույց է տվել կցված սերմնաբջիջների գլուխներ, որոնք ծածկված են շատ կպչուն նյութով, ինչը ենթադրում է, որ սերմնաբջիջների գլուխները կցված են եղել հանգստացող կապոցների մեջ, ինչը կարող է տեղի ունենալ պահեստավորման վայր (SST) հասնելուց հետո:
Երբ սերմնահեղուկը ներկվում է ակրիդինային նարնջագույնով, սերմնաբջիջների շուրջ արտաբջջային կպչուն նյութը կարելի է տեսնել լյումինեսցենտային մանրադիտակի տակ:Այս նյութը թույլ է տալիս սերմնաբջիջներին կպչել և կպչել շրջապատող ցանկացած մակերեսին կամ մասնիկին, որպեսզի նրանք չշարժվեն շրջապատող հոսքի հետ:Այսպիսով, մեր դիտարկումները ցույց են տալիս սպերմատոզոիդների կպչունության դերը շարժական կապոցների տեսքով:Հոսանքի հակառակ լողալու և մոտակա մակերեսներին կպչելու նրանց կարողությունը թույլ է տալիս սերմնաբջիջներին ավելի երկար մնալ SST-ում:
Rothschild25-ը օգտագործել է հեմոցիտոմետրիկ տեսախցիկ՝ ուսումնասիրելու եղջերավոր սերմնահեղուկի լողացող բաշխումը կախույթի մի կաթիլի մեջ՝ լուսանկարելով մանրադիտակի տեսախցիկի միջոցով՝ ինչպես ուղղահայաց, այնպես էլ հորիզոնական օպտիկական առանցքով:Արդյունքները ցույց են տվել, որ սպերմատոզոիդները ձգվել են դեպի խցիկի մակերեսը։Հեղինակները ենթադրում են, որ կարող են լինել հիդրոդինամիկ փոխազդեցություններ սերմի և մակերեսի միջև:Հաշվի առնելով դա, Շարկաշիի ճտի սերմնահեղուկի կպչուն տուֆտներ ձևավորելու ունակության հետ մեկտեղ, այն կարող է մեծացնել այն հավանականությունը, որ սերմնահեղուկը կպչվի SST պատին և երկար ժամանակ կպահվի:
Bccetti-ն և Afzeliu26-ը հայտնել են, որ սերմի գլիկոկալիքսը անհրաժեշտ է գամետների ճանաչման և ագլյուտինացիայի համար:Forman10-ը նկատեց, որ α-գլիկոզիդային կապերի հիդրոլիզը գլիկոպրոտեին-գլիկոլիպիդային ծածկույթներում թռչնի սերմնահեղուկը նեյրամինիդազով մշակելու արդյունքում հանգեցրեց պտղաբերության նվազմանը` չազդելով սերմի շարժունակության վրա:Հեղինակները ենթադրում են, որ նեյրամինիդազի ազդեցությունը գլիկոկալիքսի վրա խաթարում է սերմնահեղուկի սեկվեստրը արգանդային-հեշտոցային հանգույցում՝ դրանով իսկ նվազեցնելով պտղաբերությունը:Նրանց դիտարկումները չեն կարող անտեսել այն հնարավորությունը, որ նեյրամինիդազով բուժումը կարող է նվազեցնել սերմի և ձվաբջիջների ճանաչումը:Ֆորմանը և Էնգելը10 պարզել են, որ պտղաբերությունը նվազում է, երբ հավերը ներհեշտոցային եղանակով սերմնավորում են նեյրամինիդազով մշակված սերմնահեղուկով:Այնուամենայնիվ, IVF-ն նեյրամինիդազով մշակված սերմնահեղուկով չի ազդել պտղաբերության վրա՝ համեմատած հսկիչ հավերի հետ:Հեղինակները եկել են այն եզրակացության, որ սերմնահեղուկի շուրջ գլիկոպրոտեին-գլիկոլիպիդային ծածկույթի փոփոխությունները նվազեցնում են սերմնահեղուկի վերարտադրողականությունը՝ խանգարելով արգանդային-հեշտոցային հանգույցում սերմնահեղուկի անջատումը, որն իր հերթին մեծացնում է սերմնահեղուկի կորուստը՝ արգանդի, հետույքի և արգանդի միացման արագության պատճառով:
Հնդկահավերի մոտ Բակստը և Բաուչան 11-ը հայտնաբերել են փոքր վեզիկուլներ և թաղանթի բեկորներ SST-ի լույսում և նկատել, որ այդ հատիկներից մի քանիսը միաձուլվել են սերմնահեղուկի հետ:Հեղինակները ենթադրում են, որ այս հարաբերությունները կարող են նպաստել SST-ում սերմնաբջիջների երկարատև պահպանմանը:Այնուամենայնիվ, հետազոտողները չեն հստակեցրել այդ մասնիկների աղբյուրը՝ արդյոք դրանք արտազատվում են CCT էպիթելային բջիջների կողմից, արտադրվում և արտազատվում են տղամարդու վերարտադրողական համակարգի կողմից, թե արտադրվում են հենց սերմնահեղուկի կողմից:Բացի այդ, այս մասնիկները պատասխանատու են ագլյուտինացիայի համար:Grützner et al27-ը հաղորդում է, որ էպիդիդիմալ էպիթելի բջիջները արտադրում և արտազատում են հատուկ սպիտակուց, որն անհրաժեշտ է մի ծակոտկեն սերմնահեղուկի ձևավորման համար:Հեղինակները նաև հայտնում են, որ այս կապոցների ցրվածությունը կախված է էպիդիդիմալ սպիտակուցների փոխազդեցությունից:Nixon et al28-ը պարզել է, որ adnexa-ն արտազատում է սպիտակուց՝ թթվային ցիստեինով հարուստ օստեոնեկտին;SPARC-ը մասնակցում է կարճ կտուց էխիդնաներում և պլատպուսներում սերմնահեղուկների ձևավորմանը:Այս ճառագայթների ցրումը կապված է այս սպիտակուցի կորստի հետ:
Ընթացիկ հետազոտության ընթացքում էլեկտրոնային մանրադիտակի միջոցով ուլտրակառուցվածքային անալիզը ցույց տվեց, որ սերմնաբջիջները կպչում են մեծ քանակությամբ խիտ նյութին:Ենթադրվում է, որ այս նյութերը պատասխանատու են ագլյուտինացիայի համար, որը խտանում է կպչուն գլուխների միջև և շուրջը, բայց ավելի ցածր կոնցենտրացիաների դեպքում պոչի շրջանում:Մենք ենթադրում ենք, որ այս ագլյուտինացնող նյութը սերմնահեղուկի հետ միասին արտազատվում է տղամարդու վերարտադրողական համակարգից (էպիդիդիմիս կամ վազ deferens), քանի որ հաճախ դիտում ենք սերմնահեղուկի բաժանումը լիմֆից և սերմնահեղուկի պլազմայից սերմնաժայթքման ժամանակ:Զեկուցվել է, որ երբ թռչնի սպերմատոզոիդները անցնում են էպիդիդիմիսով և անոթային անոթներով, նրանք ենթարկվում են հասունացման հետ կապված փոփոխությունների, որոնք նպաստում են սպիտակուցները կապելու և պլազմայի լեմմայի հետ կապված գլիկոպրոտեիններ ձեռք բերելու նրանց կարողությանը:Այս սպիտակուցների կայունությունը ռեզիդենտ սերմնահեղուկի մեմբրանների վրա SST-ում ցույց է տալիս, որ այդ սպիտակուցները կարող են ազդել սերմնաբջիջների կայունության ձեռքբերման վրա 30 և որոշել դրանց բերրիությունը 31 :Ahammad et al32-ը զեկուցել է, որ տղամարդկանց վերարտադրողական համակարգի տարբեր մասերից ստացված սերմնահեղուկը (ամորձիներից մինչև հեռավոր անոթներ) ցույց է տվել կենսունակության աստիճանական աճ հեղուկի պահպանման պայմաններում՝ անկախ պահպանման ջերմաստիճանից, իսկ հավերի կենսունակությունը նույնպես աճում է արգանդի խողովակներում արհեստական ​​բեղմնավորումից հետո:
Շարկաշիի հավի սերմնահեղուկը տարբեր բնութագրեր և գործառույթներ ունի, քան այլ տեսակներ, ինչպիսիք են էխիդնաները, պլատիպուսները, փայտի մկները, եղջերու առնետները և ծովախոզուկները:Շարկասի հավերի մոտ սերմնահեղուկների կապոցների ձևավորումը նվազեցրեց նրանց լողի արագությունը՝ համեմատած միայնակ սերմնաբջիջների հետ:Այնուամենայնիվ, այս կապոցները մեծացնում էին ռեոլոգիապես դրական սպերմատոզոիդների տոկոսը և մեծացնում սպերմատոզոիդների՝ դինամիկ միջավայրում կայունանալու ունակությունը:Այսպիսով, մեր արդյունքները հաստատում են նախորդ առաջարկությունը, որ ՍՍՏ-ում սերմի ագլյուտինացիան կապված է սերմի երկարատև պահպանման հետ:Մենք նաև ենթադրում ենք, որ սպերմատոզոիդների հակվածությունը տուֆտներ ձևավորելու կարող է վերահսկել ՍՍՏ-ում սերմնաբջիջների կորստի արագությունը, ինչը կարող է փոխել սերմնահեղուկի մրցակցության արդյունքը:Համաձայն այս ենթադրության, ցածր ագլյուտինացիոն կարողություն ունեցող սերմնահեղուկը առաջինը թողարկում է SST, մինչդեռ բարձր ագլյուտինացիոն կարողություն ունեցող սերմնահեղուկները արտադրում են սերունդների մեծ մասը:Մի ծակոտկեն սերմնահեղուկի կապոցների ձևավորումը շահավետ է և ազդում է ծնող-երեխա հարաբերակցության վրա, սակայն օգտագործում է այլ մեխանիզմ:Էխիդնաների և պլատիպուսների մոտ սպերմատոզոիդները դասավորված են միմյանց զուգահեռ, որպեսզի մեծացնեն ճառագայթի առաջընթաց արագությունը։Էխիդնաների կապոցները մոտ երեք անգամ ավելի արագ են շարժվում, քան միայնակ սերմնաբջիջները:Ենթադրվում է, որ էխիդնաներում նման սերմնահեղուկների ձևավորումը էվոլյուցիոն ադապտացիա է գերիշխանությունը պահպանելու համար, քանի որ էգերը անառակ են և սովորաբար զուգավորում են մի քանի արուների հետ:Հետևաբար, տարբեր սերմնաժայթքներից ստացված սերմնաբջիջները կատաղի մրցում են ձվի բեղմնավորման համար։
Շարկասիի հավերի ագլյուտինացված սերմնաբջիջները հեշտ է պատկերացնել՝ օգտագործելով ֆազային կոնտրաստային մանրադիտակ, որը համարվում է ձեռնտու, քանի որ այն թույլ է տալիս հեշտ ուսումնասիրել սերմնաբջիջների վարքագիծը in vitro:Այն մեխանիզմը, որով սպերմատոզոիդների ձևավորումը նպաստում է շարկասի հավերի վերարտադրությանը, նույնպես տարբերվում է որոշ պլասենցային կաթնասունների մոտ, որոնք ներկայացնում են կոոպերատիվ սերմնահեղուկի վարքագիծը, ինչպիսիք են փայտե մկները, որտեղ որոշ սերմնաբջիջներ հասնում են ձվաբջիջներին՝ օգնելով այլ հարակից անհատներին հասնել և վնասել իրենց ձվերը:ինքներդ ապացուցելու համար.ալտրուիստական ​​վարքագիծ.Ինքնաբեղմնավորում 34. Սպերմատոզոիդների համագործակցային վարքագծի ևս մեկ օրինակ հայտնաբերվել է եղջերու մկների մոտ, որտեղ սպերմատոզոիդները կարողացել են նույնականացնել և միավորվել գենետիկորեն ամենաբարդ սերմնահեղուկների հետ և ձևավորել համագործակցային խմբեր՝ անկապ սերմնահեղուկների համեմատ մեծացնելու իրենց արագությունը35:
Այս հետազոտության արդյունքում ձեռք բերված արդյունքները չեն հակասում Ֆոմանի տեսությանը SWS-ում սպերմատոզոիդների երկարաժամկետ պահպանման մասին:Հետազոտողները հայտնում են, որ սերմնաբջիջները երկար ժամանակ շարունակում են շարժվել SST-ը պատող էպիթելային բջիջների հոսքով, և որոշակի ժամանակահատվածից հետո սերմնաբջիջների էներգիայի պաշարները սպառվում են, ինչը հանգեցնում է արագության նվազմանը, ինչը թույլ է տալիս արտաքսել փոքր մոլեկուլային քաշով նյութերը:սերմնահեղուկի էներգիան հեղուկի արտահոսքով ՍՍՏ լույսից Ֆալոպյան խողովակի խոռոչից:Ընթացիկ հետազոտության ընթացքում մենք նկատեցինք, որ միայնակ սերմնահեղուկների կեսը ցույց տվեց հոսող հեղուկների դեմ լողալու ունակություն, և նրանց կպչունությունը փաթեթում մեծացրեց դրական ռեոլոգիա ցույց տալու նրանց կարողությունը:Ավելին, մեր տվյալները համահունչ են Մացուզակիի և այլոց տվյալների հետ:1, ով հայտնել է, որ SST-ում լակտատի սեկրեցիայի ավելացումը կարող է արգելակել ռեզիդենտ սերմնահեղուկի շարժունակությունը:Այնուամենայնիվ, մեր արդյունքները նկարագրում են սերմնահեղուկների շարժուն կապանների ձևավորումը և դրանց ռեոլոգիական վարքը միկրոալիքի ներսում դինամիկ միջավայրի առկայության դեպքում՝ փորձելով պարզել նրանց վարքը SST-ում:Հետագա հետազոտությունները կարող են կենտրոնանալ ագլյուտինացնող նյութի քիմիական բաղադրության և ծագման որոշման վրա, ինչը, անկասկած, կօգնի հետազոտողներին մշակել հեղուկ սերմը պահելու և պտղաբերության տեւողությունը բարձրացնելու նոր ուղիներ:
Հետազոտության ընթացքում որպես սերմնահեղուկի դոնորներ ընտրվել են 30 շաբաթական 15 մերկ պարանոցով արական շարկասի (հոմոզիգոտ գերիշխող; Na Na):Թռչունները աճեցվել են Եգիպտոսի Աշիտ նահանգում գտնվող Աշիտի համալսարանի գյուղատնտեսական ֆակուլտետի գիտահետազոտական ​​թռչնաբուծական ֆերմայում:Թռչունները տեղավորվել են առանձին վանդակներում (30 x 40 x 40 սմ), ենթարկվել լուսային ծրագրի (16 ժամ լույս և 8 ժամ խավար) և կերակրել սննդակարգով, որը պարունակում է 160 գ հում սպիտակուց, 2800 կկալ նյութափոխանակելի էներգիա, յուրաքանչյուրը 35 գ կալցիում:5 գրամ մատչելի ֆոսֆոր մեկ կիլոգրամ դիետայի համար:
Ըստ 36, 37 տվյալների՝ տղամարդկանցից սերմնահեղուկը հավաքագրվել է որովայնի մերսման միջոցով։Ընդհանուր առմամբ 3 օրվա ընթացքում 15 տղամարդկանցից սերմնահեղուկի 45 նմուշ է հավաքվել:Սերմը (n = 15/օր) անմիջապես նոսրացվել է 1:1 (v:v) Belsville Poultry Semen Diluent-ով, որը պարունակում է կալիումի դիֆոսֆատ (1,27 գ), մոնոսոդիումի գլուտամատ մոնոհիդրատ (0,867 գ), ֆրուկտոզա (0,5 դ) անջուր նատրիում:ացետատ (0,43 գ), տրիս (հիդրօքսիմեթիլ) ամինոմեթան (0,195 գ), կալիումի ցիտրատ մոնոհիդրատ (0,064 գ), կալիումի մոնոֆոսֆատ (0,065 գ), մագնեզիումի քլորիդ (0,034 գ) և H2O (100 մլ, 30 մլ/3 մլ/3 մլ, 5,3 մլ/3 մլ/մլ),Սերմնահեղուկի նոսրացված նմուշները սկզբում հետազոտվել են լուսային մանրադիտակի տակ՝ ապահովելու սերմի լավ որակ (խոնավություն), այնուհետև պահվել ջրային բաղնիքում 37°C ջերմաստիճանում մինչև օգտագործելը հավաքումից հետո կես ժամվա ընթացքում:
Սպերմատոզոիդների կինեմատիկան և ռեոլոգիան նկարագրված են միկրոհեղուկ սարքերի համակարգի միջոցով:Սերմնահեղուկի նմուշները հետագայում նոսրացվել են մինչև 1:40 Beltsville Avian Semen Diluent-ում, բեռնվել միկրոհեղուկ սարքի մեջ (տես ստորև), և կինետիկ պարամետրերը որոշվել են՝ օգտագործելով Սերմնահեղուկի համակարգչային անալիզ (CASA) համակարգը, որը նախկինում մշակվել է միկրոհեղուկության բնութագրման համար:հեղուկ միջավայրում սպերմատոզոիդների շարժունակության մասին (Մեքենաշինության բաժին, Ճարտարագիտության ֆակուլտետ, Ասիուտ համալսարան, Եգիպտոս):Հավելվածը կարելի է ներբեռնել հետևյալ հասցեով՝ http://www.assiutmicrofluidics.com/research/casa39:Չափվել են կորի արագությունը (VCL, μm/s), գծային արագությունը (VSL, μm/s) և միջին հետագծի արագությունը (VAP, μm/s):Սպերմատոզոիդների տեսագրություններն արվել են շրջված Optika XDS-3 ֆազային կոնտրաստային մանրադիտակի միջոցով (40x օբյեկտիվով), որը միացված է Tucson ISH1000 տեսախցիկին 30 կադր/վրկ արագությամբ 3 վրկ:Օգտագործեք CASA ծրագրակազմը՝ յուրաքանչյուր նմուշում ուսումնասիրելու առնվազն երեք տարածք և 500 սերմի հետագիծ:Ձայնագրված տեսանյութը մշակվել է ինքնաշեն CASA-ի միջոցով։Շարժունակության սահմանումը CASA plug-in-ում հիմնված է սերմնահեղուկի լողալու արագության վրա՝ համեմատած հոսքի արագության հետ և չի ներառում այլ պարամետրեր, ինչպիսիք են կողք-կողքի շարժումը, քանի որ պարզվել է, որ սա ավելի հուսալի է հեղուկի հոսքում:Ռեոլոգիական շարժումը նկարագրվում է որպես սերմնաբջիջների շարժում՝ հեղուկի հոսքի ուղղությամբ:Ռեոլոգիական հատկություններով սպերմատոզոիդները բաժանվել են շարժուն սպերմատոզոիդների թվով.Սպերմատոզոիդները, որոնք գտնվում էին հանգստի վիճակում և կոնվեկտիվ շարժվող սպերմատոզոիդները, բացառվեցին հաշվարկից:
Օգտագործված բոլոր քիմիական նյութերը ստացվել են Elgomhoria Pharmaceuticals-ից (Կահիրե, Եգիպտոս), եթե այլ բան նշված չէ:Սարքը արտադրվել է այնպես, ինչպես նկարագրված է El-sherry et al.40 որոշ փոփոխություններով:Միկրոալիքների պատրաստման համար օգտագործվող նյութերը ներառում էին ապակե թիթեղներ (Howard Glass, Worcester, MA), SU-8-25 բացասական ռեզիստ (MicroChem, Newton, CA), դիացետոնային սպիրտ (Sigma Aldrich, Steinheim, Գերմանիա) և պոլիացետոն:-184, Դոու Քորնինգ, Միդլենդ, Միչիգան):Միկրոալիքները պատրաստվում են փափուկ լիտոգրաֆիայի միջոցով:Նախ, հստակ պաշտպանիչ դեմքի դիմակ՝ ցանկալի միկրոալիքային դիզայնով, տպվել է բարձր լուծաչափով տպիչի վրա (Prismatic, Cairo, Egypt and Pacific Arts and Design, Markham, ON):Վարպետները պատրաստվել են՝ օգտագործելով ապակե թիթեղներ՝ որպես հիմք:Թիթեղները մաքրվել են ացետոնի, իզոպրոպանոլի և դեիոնացված ջրի մեջ, այնուհետև պատվել են SU8-25 20 մկմ շերտով՝ պտտվող ծածկով (3000 պտ/րոպ, 1 րոպե):Այնուհետև SU-8 շերտերը նրբորեն չորացվեցին (65°C, 2 րոպե և 95°C, 10 րոպե) և ենթարկվեցին ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման 50 վայրկյան:Թխում ենք 65°C և 95°C ջերմաստիճանում 1 րոպե և 4 րոպե՝ SU-8 բաց շերտերը խաչաձև կապելու համար, որին հաջորդում է դիացետոնային սպիրտի մշակումը 6,5 րոպե:Կոշտ թխեք վաֆլիները (200°C 15 րոպե)՝ SU-8 շերտը հետագայում ամրացնելու համար:
PDMS-ը պատրաստվել է՝ խառնելով մոնոմերը և կարծրացուցիչը 10:1 քաշային հարաբերակցությամբ, այնուհետև գազազերծվել է վակուումային չորացուցիչի մեջ և լցվել SU-8 հիմնական շրջանակի վրա:PDMS-ը կարծրացվել է ջեռոցում (120°C, 30 րոպե), այնուհետև ալիքները կտրվել, առանձնացվել են հիմնականից և ծակվել, որպեսզի խողովակները միացվեն միկրոալիքի մուտքի և ելքի վրա:Վերջապես, PDMS միկրոալիքները մշտապես կցվեցին մանրադիտակի սլայդներին՝ օգտագործելով շարժական կորոնային պրոցեսոր (Electro-Technic Products, Chicago, IL), ինչպես նկարագրված է այլուր:Այս հետազոտության մեջ օգտագործվող միկրոալիքը չափում է 200 մկմ × 20 մկմ (Վ × Հ) և ունի 3,6 սմ երկարություն:
Հեղուկի հոսքը, որն առաջանում է միկրոալիքի ներսում հիդրոստատիկ ճնշմամբ, ձեռք է բերվում մուտքային ջրամբարում հեղուկի մակարդակը պահպանելով ելքային ջրամբարում Δh39 բարձրության տարբերությունից (նկ. 1):
որտեղ f-ը շփման գործակիցն է, որը սահմանվում է որպես f = C/Re՝ ուղղանկյուն ալիքում շերտավոր հոսքի համար, որտեղ C հաստատուն է՝ կախված ալիքի կողմի հարաբերակցությունից, L-ը՝ միկրոալիքի երկարությունը, Vav-ը՝ միկրոալիքի ներսում միջին արագությունը, Dh-ը՝ ալիքի հիդրավլիկ տրամագիծը, g՝ գրավի արագացումը:Օգտագործելով այս հավասարումը, ալիքի միջին արագությունը կարող է հաշվարկվել հետևյալ հավասարման միջոցով.