Þakka þér fyrir að heimsækja Nature.com.Vafraútgáfan sem þú notar hefur takmarkaðan CSS stuðning.Til að fá bestu upplifunina mælum við með því að þú notir uppfærðan vafra (eða slökkva á eindrægnistillingu í Internet Explorer).Í millitíðinni, til að tryggja áframhaldandi stuðning, munum við gera síðuna án stíla og JavaScript.
Frjósemi fugla fer eftir getu þeirra til að geyma nægilega lífvænlega sæðisfrumu í langan tíma í sæðisgeymslupíplum (SST).Nákvæmt fyrirkomulag sem sæðisfrumur fara inn í, búa í og ​​yfirgefa SST er enn umdeilt.Sæðisfrumur Sharkasi-hænsna sýndu mikla tilhneigingu til kekkjamyndunar og mynduðu hreyfanlegar þráðlaga knippi sem innihéldu margar frumur.Vegna erfiðleika við að fylgjast með hreyfanleika og hegðun sæðisfruma í ógegnsæjum eggjaleiðara, notuðum við örvökvatæki með þverskurði á örrásum svipað og sæðisfrumur til að rannsaka kekkjun og hreyfanleika sæðisfruma.Þessi rannsókn fjallar um hvernig sæðisbúnt myndast, hvernig þau hreyfast og hugsanlegt hlutverk þeirra við að lengja búsetu sæðisfruma í SST.Við rannsökuðum hraða sæðisfrumna og gigtarhegðun þegar vökvaflæði myndaðist innan örvökvarásar með vatnsstöðuþrýstingi (rennslishraði = 33 µm/s).Sæðisfrumur hafa tilhneigingu til að synda á móti straumnum (jákvæð rheology) og hraði sæðisbúnunnar minnkar verulega miðað við stakar sáðfrumur.Sýnt hefur verið fram á að sæðisbunkar hreyfast í spíral og stækka í lengd og þykkt eftir því sem fleiri stakar sæðisfrumur eru teknar. Sæðisbúntar sáust nálgast og festast við hliðarveggi örvökvaganganna til að forðast að þeir sópuðust með vökvaflæðishraða > 33 µm/s. Sæðisbúntar sáust nálgast og festast við hliðarveggi örvökvaganganna til að forðast að þeir sópuðust með vökvaflæðishraða > 33 µm/s. Было замечено, что пучки сперматозоидов приближаются и прилипают к боковым стенкам микрофлюидных, микрофлюидных етания со скоростью потока жидкости> 33 мкм / с. Sýnt hefur verið fram á að sæðisbunkar nálgast og festast við hliðarveggi örvökvaganganna til að forðast að sópast burt við vökvaflæðishraða >33 µm/s.观察到精子束接近并粘附在微流体通道的侧壁上，以避免被流体流速流速>/33 sek.33 µm/s 扫过. Было замечено, что пучки сперматозоидов приближаются и прилипают к боковым стенкам микрожидкостног, боковым стенкам микрожидкостног метания потоком жидкости со скоростью > 33 мкм/с. Sýnt hefur verið fram á að sæðisbunkar nálgast og festast við hliðarveggi örvökvarásarinnar til að forðast að hrífast burt af vökvaflæði við >33 µm/s.Skönnun og rafeindasmásjárgreining leiddi í ljós að sæðisbúntarnir voru studdir af miklu þéttu efni.Gögnin sem fengust sýna fram á einstakan hreyfanleika Sharkazi kjúklingasæðisfruma, sem og getu sáðfruma til að kekkjast og mynda hreyfanlegur búnt, sem stuðlar að betri skilningi á langtímageymslu sæðisfruma í SMT.
Til að ná frjóvgun hjá mönnum og flestum dýrum verða sæði og egg að koma á frjóvgunarstað á réttum tíma.Því verður pörun að eiga sér stað fyrir eða við egglos.Á hinn bóginn geyma sum spendýr, eins og hundar, sem og tegundir sem ekki eru af spendýrum, eins og skordýr, fiskar, skriðdýr og fuglar, sæði í æxlunarfærum sínum í langan tíma þar til egg þeirra eru tilbúin til frjóvgunar (ósamstilltur frjóvgun 1 ).Fuglar geta viðhaldið lífvænleika sáðfruma sem geta frjóvgað egg í 2-10 vikur2.
Þetta er einstakur eiginleiki sem aðgreinir fugla frá öðrum dýrum, þar sem það gefur miklar líkur á frjóvgun eftir eina sæðingu í nokkrar vikur án samtímis pörunar og egglos.Helsta sæðisgeymslulíffæri, sem kallast sæðisgeymslupípla (SST), er staðsett í innri slímhúðarfellingum við leggöngumót.Hingað til hafa aðferðirnar þar sem sæðisfrumur fara inn, dveljast og út úr sæðisbankanum ekki að fullu skilið.Miðað við fyrri rannsóknir hafa margar tilgátur verið settar fram en engin þeirra hefur verið staðfest.
Forman4 setti fram þá tilgátu að sáðfrumur viðhaldi búsetu sinni í SST hola með stöðugri sveifluhreyfingu gegn stefnu vökvaflæðis um próteinrásir sem staðsettar eru á SST þekjufrumum (rheology).ATP er tæmt vegna stöðugrar flagavirkni sem þarf til að halda sæðinu í SST holrýminu og hreyfigeta minnkar að lokum þar til sæðisfrumurnar eru fluttar út úr sæðisbankanum með vökvaflæði og hefja nýja ferð niður hækkandi eggjaleiðara til að frjóvga sæðisfrumurnar.Egg (Forman4).Þetta líkan af sæðisgeymslu er studd af uppgötvun með ónæmisfrumuefnafræði á aquaporins 2, 3 og 9 sem eru til staðar í SST þekjufrumum.Hingað til hefur skortur á rannsóknum á rheology kjúklingasæði og hlutverki þess í SST geymslu, vali á sæði í leggöngum og sæðissamkeppni.Hjá kjúklingum fer sáðfruma inn í leggöngin eftir náttúrulega pörun en meira en 80% sæðisfruma kastast út úr leggöngunum stuttu eftir pörun.Þetta bendir til þess að leggöngin séu aðal staður fyrir val á sæði hjá fuglum.Að auki hefur verið greint frá því að minna en 1% sæðisfruma sem frjóvgast í leggöngum endar í SSTs2.Við tæknifrjóvgun á ungum í leggöngum hefur fjöldi sáðfruma sem ná SST tilhneigingu til að aukast 24 klukkustundum eftir sæðingu.Enn sem komið er er fyrirkomulag sæðisvals meðan á þessu ferli stendur óljóst og hreyfanleiki sæðis getur gegnt mikilvægu hlutverki í upptöku SST sæðis.Vegna þykkra og ógegnsæra veggja eggjaleiðara er erfitt að fylgjast beint með hreyfanleika sæðisfruma í eggjaleiðurum fugla.Þess vegna skortir okkur grunnþekkingu á því hvernig sæðisfrumur fara yfir í SST eftir frjóvgun.
Gigtarfræði hefur nýlega verið viðurkennt sem mikilvægur þáttur sem stjórnar flutningi sæðis í kynfærum spendýra.Byggt á getu hreyfanlegra sæðisfruma til að flytjast á móti, notuðu Zaferani et al8 corra örvökvakerfi til að einangra hreyfanlegar sæðisfrumur á aðgerðalausan hátt úr sæðissýnum.Þessi tegund sæðisflokkunar er nauðsynleg fyrir læknisfræðilega ófrjósemismeðferð og klínískar rannsóknir, og er valin fram yfir hefðbundnar aðferðir sem eru tíma- og vinnufrekar og geta dregið úr formgerð sæðisfruma og skipulagsheilleika.Hins vegar, hingað til, hafa engar rannsóknir verið gerðar á áhrifum seytingar frá kynfærum kjúklinga á hreyfanleika sæðisfrumna.
Burtséð frá því hvernig sæðisfrumur eru geymdar í SST, hafa margir rannsakendur tekið eftir því að búsettar sæðisfrumur kólna koll af kolli í SST kjúklinga 9, 10, kjúklinga 2 og kalkúna 11 til að mynda kekkt sæðisbúnt.Höfundarnir benda til þess að tengsl séu á milli þessarar kekkjunar og langtímageymslu sæðisfruma í SST.
Tingari og Lake12 greindu frá sterkum tengslum á milli sæðisfruma í sæðismóttökukirtli kjúklingsins og veltu því fyrir sér hvort sæðisfrumur fugla kekkjast á sama hátt og sæðisfrumur spendýra.Þeir telja að djúpu tengslin milli sæðisfruma í æðaleggnum geti stafað af streitu sem stafar af nærveru mikillar sæðisfruma í litlu rými.
Þegar hegðun sæðisfrumna er metin á ferskum hangandi glerskyggnum má sjá tímabundin merki um kekkjun, sérstaklega á brúnum sæðisdropa.Hins vegar var kekkjun oft trufluð af snúningsaðgerðinni sem tengist stöðugri hreyfingu, sem skýrir skammvinn eðli þessa fyrirbæris.Rannsakendur tóku einnig eftir því að þegar þynningarefninu var bætt við sæðið komu fram ílangar „þráðalíkar“ frumusamstæður.
Snemma tilraunir til að líkja eftir sæðisfrumu voru gerðar með því að fjarlægja þunnan vír úr hangandi dropa, sem leiddi til þess að lengja sæðislík blöðru stóð út úr sæðisdropa.Sæðisfrumur röðuðust strax upp á samhliða hátt innan blöðrunnar, en öll einingin hvarf fljótt vegna þrívíddartakmarkanna.Þess vegna, til að rannsaka kekkjun sæðisfruma, er nauðsynlegt að fylgjast með hreyfanleika og hegðun sæðisfruma beint í einangruðum sæðisgeymslupíplum, sem erfitt er að ná.Þess vegna er nauðsynlegt að þróa tæki sem líkir eftir sæðisfrumur til að styðja við rannsóknir á hreyfanleika sæðisfrumna og kekkjuhegðun.Brillard et al13 greindu frá því að meðallengd sæðisgeymslupípla hjá fullorðnum ungum sé 400–600 µm, en sum SST geta verið allt að 2000 µm.Mero og Ogasawara14 skiptu sáðkirtlunum í stækkaðar og óstækkaðar sæðisgeymslupípur, sem báðar voru eins að lengd (~500 µm) og hálsbreidd (~38 µm), en meðalþvermál holrýmis píplanna var 56,6 og 56,6 µm..11,2 μm, í sömu röð.Í núverandi rannsókn notuðum við örflæðisbúnað með rásarstærð 200 µm × 20 µm (W × H), en þversniðið er nokkuð nálægt því að magnaða SST.Að auki skoðuðum við hreyfanleika sæðisfrumna og kekkjunarhegðun í flæðandi vökva, sem er í samræmi við tilgátu Foremans um að vökvi sem myndast af SST þekjufrumum haldi sæði í holrýminu í mótstraums (rheological) átt.
Markmið þessarar rannsóknar var að sigrast á vandamálum við að fylgjast með hreyfigetu sæðisfruma í eggjaleiðara og forðast erfiðleika við að rannsaka gigt og hegðun sæðisfruma í kraftmiklu umhverfi.Notað var örvökvatæki sem skapar vatnsstöðuþrýsting til að líkja eftir hreyfanleika sæðisfruma í kynfærum kjúklinga.
Þegar dropi af þynntu sæðissýni (1:40) var hlaðið í örrásarbúnaðinn var hægt að greina tvenns konar hreyfanleika sæðisfruma (einangruð sæði og bundin sæði).Auk þess höfðu sæðisfrumur tilhneigingu til að synda á móti straumnum (jákvæð rheology; myndband 1, 2). Þrátt fyrir að sæðisbúnt hafi minni hraða en einmana sæði (p < 0,001), jukust þeir hlutfall sæðisfruma sem sýndu jákvæða rheotaxa (p < 0,001; Tafla 2). Þrátt fyrir að sæðisbúnt hafi minni hraða en einmana sæði (p < 0,001), jukust þeir hlutfall sæðisfruma sem sýndu jákvæða rheotaxa (p < 0,001; Tafla 2). Хотя пучки сперматозоидов имели более низкую скорость, чем у одиночных сперматозоидов (p < 0,001), поливциче озоидов, демонстрирующих положительный реотаксис (p < 0,001; таблица 2). Þrátt fyrir að sæðisbúntarnir hafi lægri hraða en stakar sæðisfrumur (p < 0,001), hækkuðu þeir hlutfall sæðisfruma sem sýndu jákvæða rheotaxia (p < 0,001; Tafla 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显示阳分比（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 澧 徵 倲倧示 尽管分比 （p <0.001 ； 2。。。。。。））)) Хотя скорость пучков сперматозоидов была ниже, чем у одиночных сперматозоидов (p < 0,001), они увелитичи положительной реологией (p < 0,001; таблица 2). Þrátt fyrir að hraði sæðisbúnta hafi verið minni en einstakra sæðisfruma (p < 0,001), jukust þeir hlutfall sæðisfruma með jákvæða gigtarfrumu (p < 0,001; tafla 2).Jákvæð gigtfruma fyrir stakar sæðisfrumur og túfur er metin um það bil 53% og 85%, í sömu röð.
Það hefur komið fram að sæðisfrumur Sharkasi hænsna strax eftir sáðlát mynda línulega knippi, sem samanstanda af tugum einstaklinga.Þessar þúfur aukast að lengd og þykkt með tímanum og geta verið í glasi í nokkrar klukkustundir áður en þær hverfa (myndband 3).Þessir þráðlaga knippi eru í laginu eins og eggidna sæðisfrumur sem myndast við enda epididymis.Í ljós hefur komið að Sharkashi hænsæði hefur mikla tilhneigingu til að kekkjast og mynda netlaga búnt innan við einni mínútu eftir söfnun.Þessir geislar eru kraftmiklir og geta fest sig við nærliggjandi veggi eða kyrrstæða hluti.Þótt sæðisbúnt dragi úr hraða sæðisfrumna er ljóst að stórsæja auka línuleika þeirra.Lengd búntanna er mismunandi eftir fjölda sæðisfrumna sem safnað er í búntum.Tveir hlutar búntsins voru einangraðir: upphafshlutinn, þar á meðal lausa höfuð kekkjaðar sæðisfrumunnar, og endahlutinn, þ.mt halinn og allur fjarenda sæðisins.Með því að nota háhraða myndavél (950 rammar á sekúndu) sáust lausir hausar af kekktum sæðisfrumur í upphafshluta búntsins, sem bera ábyrgð á hreyfingu búntsins vegna sveifluhreyfingar þeirra, og draga þá sem eftir eru inn í búntinn með þyrillaga hreyfingu (myndband 4).Hins vegar, í löngum kubbum, hefur komið fram að sumar lausar sæðishausar festust við líkamann og endahluti tóftsins virka sem blöðrur til að hjálpa til við að knýja tófuna áfram.
Meðan í hægu flæði vökva, hreyfast sæðisbúntarnir samhliða hvort öðru, byrja þeir hins vegar að skarast og festast við allt sem er kyrrt, til að skolast ekki burt af straumflæðinu þegar flæðishraðinn eykst.Buntin myndast þegar handfylli af sæðisfrumum nálgast hvor aðra, þær byrja að hreyfast í takt og vefjast hver um aðra og halda sig svo við klístur efni.Myndir 1 og 2 sýna hvernig sæðisfrumurnar nálgast hvert annað og mynda mót þar sem skottarnir vefjast hver um annan.
Vísindamennirnir beittu vökvaþrýstingi til að búa til vökvaflæði í örrás til að rannsaka gigtarfrumna.Notuð var örrás með stærðinni 200 µm × 20 µm (B × H) og lengd 3,6 µm.Notaðu örrásir á milli íláta með sprautum á endanum.Matarlitur var notaður til að gera rásirnar sýnilegri.
Festu samtengisnúrur og fylgihluti við vegginn.Myndbandið var tekið með fasa skuggasmásjá.Með hverri mynd eru sýndar fasasmásjármyndir og kortlagningarmyndir.(A) Tengingin milli tveggja strauma þolir flæðið vegna hreyfla í þyrlu (rauð ör).(B) Tengingin milli slöngubúntsins og rásveggsins (rauðar örvar), á sama tíma eru þau tengd tveimur öðrum knippum (gular örvar).(C) Sæðisbunkar í örvökvarásinni byrja að tengjast hvert öðru (rauður örvar) og mynda möskva af sæðisbúntum.(D) Myndun nets sæðisbúnta.
Þegar dropi af þynntri sæðisfrumu var settur inn í örflæðisbúnaðinn og flæði myndaðist sást sæðisgeislinn hreyfist á móti stefnu flæðisins.Búntarnir passa vel að veggjum örrásanna og lausu hausarnir í upphafshluta búntanna passa vel að þeim (myndband 5).Þeir halda sig einnig við allar kyrrstæðar agnir á vegi þeirra, svo sem rusl, til að standast að straumurinn hrífist með þeim.Með tímanum verða þessar þúfur að löngum þráðum sem fanga aðrar stakar sæðisfrumur og styttri þúfur (myndband 6).Þegar flæðið fer að hægja á byrja langar sæðislínur að mynda net sæðislína (Myndband 7; mynd 2).
Við mikinn flæðishraða (V > 33 µm/s) eykst spíralhreyfingar þráða þar sem reynt er að ná mörgum einstökum sæðismyndandi knippum betur gegn rekkrafti flæðisins. Við mikinn flæðishraða (V > 33 µm/s) eykst spíralhreyfingar þráða þar sem reynt er að ná mörgum einstökum sæðismyndandi knippum betur gegn rekkrafti flæðisins. При высокой скорости потока (V > 33 мкм/с) спиралевидные движения нитей усиливаются, поскольку оспони поспиралевидные отдельных сперматозоидов, образующих пучки, которые лучше противостоят дрейфующей силе потока. Við háan flæðishraða (V > 33 µm/s) aukast þyrluhreyfingar strenganna þar sem þeir reyna að ná mörgum einstökum sæðisdýrum sem mynda knippi sem eru betur í stakk búnir til að standast rekkraft flæðisins.在高流速(V > 33 µm/s) 时，螺纹的螺旋运动增加，以试图捕捉许多形伀束的，成束的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 形仲 坟 形成 ​​坸更 地 抵抗 的 漂移力。。。。。。。。。。 При высоких скоростях потока (V > 33 mkm/с) спиральное движение нитей увеличивается в попытке захтытке захн сперматозоидов, образующих пучки, чтобы лучше сопротивляться силам дрейфа потока. Við háan flæðishraða (V > 33 µm/s) eykst þyrillaga hreyfing þráðanna til að reyna að fanga margar einstakar sáðfrumur sem mynda knippi til að standast rekkrafta flæðisins betur.Þeir reyndu einnig að festa örrásir við hliðarnar.
Sæðisbunkar voru auðkenndar sem þyrpingar af sæðishausum og krullandi hala með ljóssmásjá (LM).Sæðisbúntar með ýmiskonar safni hafa einnig verið auðkenndar sem brenglaðar höfuð og flagellur, margar samrunnar sæðishalar, sæðishausar festir við hala og sæðishausar með beygða kjarna sem marga samrunna kjarna.flutnings rafeindasmásjá (TEM).Skanna rafeindasmásjár (SEM) sýndi að sæðisbúntarnir voru hlífðar sæðishausar og sæðissamstæðurnar sýndu áföst net af vafðum hala.
Formgerð og útbygging sæðisfrumna, myndun sæðisbúnta var rannsökuð með ljóssmásjá (hálfur hluta), skanna rafeindasmásjá (SEM) og rafeindasmásjá (TEM), sæðisstrok voru lituð með acridine appelsínugul og skoðuð með flúrljómunarsmásjá.
Sæðisstroklitun með acridine appelsínu (Mynd 3B) sýndi að sæðishausarnir voru fastir saman og þaktir seytingarefni sem leiddi til myndunar stórra þúfa (Mynd 3D).Sæðisbúntarnir samanstóð af sæðisfrumum með neti af áföstum hala (mynd 4A-C).Sæðisbúnt samanstendur af hala margra sæðisfruma sem eru fastar saman (mynd 4D).Leyndarmál (mynd 4E,F) huldu höfuð sæðisfrumaknippa.
Myndun sæðisbúnts Með því að nota fasa skuggaefni smásjárskoðun og sæðisstrok lituð með acridine appelsínu, sýndu að höfuð sæðisfruma festast saman.(A) Snemma sæðisþófamyndun hefst með sæðisfrumu (hvítum hring) og þremur sæðisfrumum (gulur hringur), þar sem spírallinn byrjar við skottið og endar við hausinn.(B) Smámyndataka af sæðisstroki lituð með acridine appelsínu sem sýnir viðloðandi sæðishausa (örvar).Losunin nær yfir höfuðið/hausana.Stækkun × 1000. (C) Þróun stórs geisla sem fluttur er með flæði í örflæðisrás (með háhraðamyndavél á 950 fps).(D) Smámynd af sæðisstroki lituð með acridine appelsínu sem sýnir stórar tufts (örvar).Stækkun: ×200.
Skanna rafeindasmámynd af sæðisgeisla og sæðisstroki lituð með akridín appelsínu.(A, B, D, E) eru stafræn litaskönnun rafeindasmámynda af sæðisfrumum og C og F eru smámyndir af acridine appelsínulituðum sæðisstrokkum sem sýna viðhengi margra sæðisfruma umvefja hnakkavefinn.(AC) Sæðissamstæður eru sýndar sem net af áföstum hala (örvar).(D) Viðloðun nokkurra sæðisfruma (með límefni, bleikum útlínum, ör) sem vefjast um skottið.(E og F) Sæðishausar (bendlar) þaktir límefni (bendingar).Sæðisfrumur mynduðu knippi með nokkrum hringiðulíkum byggingum (F).(C) ×400 og (F) ×200 stækkun.
Með því að nota rafeindasmásjárgreiningu komumst við að því að sæðisbúntar voru með áföstum hala (mynd 6A, C), höfuð fest við hala (mynd 6B) eða höfuð fest við hala (mynd 6D).Höfuð sæðisfruma í búntinu eru bogin og sýna í kafla tvö kjarnasvæði (mynd 6D).Í skurðarbúntinum voru sæðisfrumur með snúið höfuð með tveimur kjarnasvæðum og mörgum flagellum svæðum (mynd 5A).
Stafræn lita rafeindasmámynd sem sýnir tengihala sæðisbúntsins og kekkjaefnið sem tengir sæðishausana.(A) Áfastur hali af miklum fjölda sæðisfruma.Taktu eftir hvernig skottið lítur út í bæði andlitsmynd (ör) og landslagsmynd (ör).(B) Höfuð (ör) sæðisfrumunnar er tengd við hala (ör).(C) Nokkrir sæðishalar (örvar) eru festir við.(D) Þekkjaefni (AS, blátt) tengir fjóra sæðishausa (fjólubláa).
Skanna rafeindasmásjá var notuð til að greina sæðishausa í sæðisbúntum þakið seyti eða himnum (Mynd 6B), sem gaf til kynna að sæðisbúntarnir væru festir með utanfrumuefni.Kyrgða efnið var einbeitt í sæðishausnum (samsetning marglyttuhausa; mynd 5B) og stækkað fjarlægt, sem gaf ljómandi gult útlit undir flúrljómunarsmásjá þegar litað var með akridín appelsínugult (mynd 6C).Þetta efni sést vel í smásjá og er talið bindiefni.Hálfþunnir hlutar (mynd 5C) og sæðisstrok lituð með acridín appelsínugult sýndu sæðisbúnt sem innihéldu þétt pakkað höfuð og krullað hala (mynd 5D).
Ýmsar örmyndir sem sýna samsöfnun sæðishausa og brotinna hala með ýmsum aðferðum.(A) Þversniðs stafræn litasending rafeindasmámynd af sæðisbúnti sem sýnir spólað sæðishöfuð með tvíþættum kjarna (bláum) og nokkrum flagellum hlutum (grænum).(B) Stafræn litaskönnun rafeindasmámynd sem sýnir þyrping marglyttulíkra sæðishausa (örvar) sem virðast vera hulin.(C) Hálfþunnur hluti sem sýnir samansafnað sæðishaus (örvar) og krullað hala (örvar).(D) Smámynd af sæðisstroki litað með acridine appelsínu sem sýnir sæðishausa (örvar) og krullað viðloðandi hala (örvar).Athugið að klístur efni (S) hylur höfuð sáðfrumu.(D) × 1000 stækkun.
Með því að nota rafeindasmásjá (mynd 7A) kom einnig fram að sæðishausarnir voru snúnir og kirnarnir voru með spíralform, eins og staðfest var með sæðisstrokum lituðum með acridine appelsínugulum og skoðuð með flúrljómunarsmásjá (Mynd 7B).
(A) Stafræn litaflutnings rafeindasmámynd og (B) Acridine appelsínugult lituð sæðisstrok sem sýnir spóluð höfuð og festingu sæðishausa og -hala (örvar).(B) × 1000 stækkun.
Áhugaverð niðurstaða er sú að sæðisfrumur Sharkazis safnast saman og mynda hreyfanlegar þráðlaga knippi.Eiginleikar þessara knippa gera okkur kleift að skilja hugsanlegt hlutverk þeirra við frásog og geymslu sæðisfruma í SST.
Eftir pörun fer sæðisfrumurnar inn í leggöngin og gangast undir mikið valferli, sem leiðir til þess að aðeins takmarkaður fjöldi sæðisfrumna fer inn í SST15,16.Hingað til er óljóst hvernig sáðfrumur fara inn og út úr SST.Hjá alifuglum eru sæðisfrumur geymdar í SST í langan tíma í 2 til 10 vikur, allt eftir tegundum6.Deilur eru enn um ástand sæðis við geymslu í SST.Eru þeir á hreyfingu eða í hvíld?Með öðrum orðum, hvernig halda sæðisfrumur stöðu sinni í SST svona lengi?
Forman4 lagði til að hægt væri að útskýra SST búsetu og útfall með tilliti til hreyfanleika sæðisfrumna.Höfundarnir gera þá tilgátu að sáðfrumur haldi stöðu sinni með því að synda á móti vökvaflæðinu sem myndast af SST þekjuvef og að sáðfrumur kastist út úr SST þegar hraðinn fer niður fyrir þann punkt sem þeir byrja aftur á bak vegna orkuskorts.Zaniboni5 staðfesti tilvist aquaporins 2, 3 og 9 í apikala hluta SST þekjufrumna, sem gætu óbeint stutt sæðisgeymslulíkan Foreman.Í núverandi rannsókn komumst við að því að næstum helmingur sæðisfrumna Sharkashi sýnir jákvæða gigt í flæðandi vökvanum og að kekkt sæðisbúnt eykur fjölda sæðisfruma sem sýna jákvæða gigt, þó að kekkjun hægi á þeim.Hvernig sæðisfrumur ferðast upp eggjaleiðara fuglsins að frjóvgunarstað er ekki að fullu skilið.Hjá spendýrum dregur eggbúsvökvinn að sér sáðfrumur.Samt sem áður er talið að krabbameinslyf beini sæðisfrumur til að nálgast langar vegalengdir7.Þess vegna eru aðrar aðferðir ábyrgar fyrir sæðisflutningi.Tilkynnt hefur verið um hæfni sæðisfrumna til að stefna og flæða á móti eggjaleiðaravökvanum sem losnar eftir pörun vera stór þáttur í því að miða á sæði í músum.Parker 17 lagði til að sáðfrumur færi yfir eggjastokka með því að synda á móti brjóststraumnum í fuglum og skriðdýrum.Þrátt fyrir að það hafi ekki verið sýnt fram á tilraunir hjá fuglum, var Adolphi18 sá fyrsti sem komst að því að fuglasæði gefur jákvæðar niðurstöður þegar þunnt lag af vökva á milli hyljara og glæru myndast með síupappírsrönd.Gigtarfræði.Hino og Yanagimachi [19] settu músaeggjastokka-eggjastokka-legi flókið í gegnflæðishring og sprautuðu 1 µl af bleki í hálsinn til að sjá vökvaflæði í eggjaleiðurunum.Þeir tóku eftir mjög virkri samdráttar- og slökunarhreyfingu í eggjaleiðara, þar sem allar blekkúlurnar færðust jafnt og þétt í átt að ampulla eggjaleiðarans.Höfundar leggja áherslu á mikilvægi flæðis vökva í eggjastokkum frá neðri til efri eggjaleiðara fyrir sæðisupplyftingu og frjóvgun.Brillard20 greindi frá því að hjá kjúklingum og kalkúnum flyst sæðisfrumur með virkri hreyfingu frá leggöngum, þar sem þær eru geymdar, að leggöngum, þar sem þær eru geymdar.Hins vegar er ekki þörf á þessari hreyfingu milli leggöngumóta og infundibulums vegna þess að sáðfrumur eru fluttar með óvirkri tilfærslu.Með því að þekkja þessar fyrri ráðleggingar og þær niðurstöður sem fengust í núverandi rannsókn má gera ráð fyrir að geta sæðisfruma til að hreyfa sig andstreymis (rheology) sé einn af þeim eiginleikum sem valferlið byggist á.Þetta ákvarðar leið sæðisfruma í gegnum leggöngin og komu þeirra inn í CCT til geymslu.Eins og Forman4 lagði til getur þetta einnig auðveldað sæðisferlið að komast inn í SST og búsvæði þess í nokkurn tíma og fara svo út þegar hraðinn fer að minnka.
Aftur á móti bentu Matsuzaki og Sasanami 21 til þess að sæðisfrumur fugla gengist undir hreyfibreytingar frá dvala til hreyfingar í æxlunarfærum karla og kvenna.Hömlun á hreyfanleika sæðisfrumna í SST hefur verið lögð til til að skýra langan geymslutíma sæðis og síðan endurnýjun eftir að hún hefur yfirgefið SST.Við súrefnisskort, Matsuzaki o.fl.1 greindi frá mikilli framleiðslu og losun laktats í SST, sem getur leitt til hömlunar á hreyfanleika sæðisfrumna.Í þessu tilviki endurspeglast mikilvægi sæðisfruma í vali og upptöku sæðisfruma, en ekki í geymslu þeirra.
Kynningarmynstur sæðis er talin trúverðug skýring á langan geymslutíma sæðis í SST, þar sem þetta er algengt mynstur sæðissöfnunar í alifuglum2,22,23.Bakst o.fl.2 sá að flestar sæðisfrumur festust hver við annan og mynduðu tálmasamstæður og stakar sæðisfrumur fundust sjaldan í quail CCM.Á hinn bóginn, Wen o.fl.24 sáu dreifðari sæðisfrumur og færri sæðisdúfur í SST holrými í kjúklingum.Miðað við þessar athuganir má gera ráð fyrir að tilhneiging sæðisfrumna sé mismunandi milli fugla og milli sæðisfruma í sama sáðláti.Auk þess hafa Van Krey o.fl.9 benti til þess að tilviljunarkennd sundrun kekktra sæðisfruma sé ábyrg fyrir smám saman innkomu sæðisfruma inn í holrými eggjaleiðara.Samkvæmt þessari tilgátu ætti fyrst að reka sæðisfrumur með minni kekkjunargetu úr SST.Í þessu samhengi getur hæfni sæðisfruma til að kekkjast verið þáttur sem hefur áhrif á niðurstöðu sæðissamkeppni í óhreinum fuglum.Að auki, því lengur sem kekkt sæði losnar, því lengur er frjósemi viðhaldið.
Þrátt fyrir að sæðissamsöfnun og samsöfnun í knippi hafi sést í nokkrum rannsóknum2,22,24, hefur þeim ekki verið lýst í smáatriðum vegna þess hve flókið hreyfiathugun þeirra er innan SST.Nokkrar tilraunir hafa verið gerðar til að rannsaka kekkjun sæðisfruma in vitro.Mikil en tímabundin samsöfnun varð vart þegar þunni vírinn var fjarlægður úr hangandi frædropa.Þetta leiðir til þess að aflöng kúla stingur út úr dropanum og líkir eftir sáðkirtlinum.Vegna þrívíddartakmarkana og stutts þurrkunartíma fór öll blokkin fljótt í niðurníðslu9.Í núverandi rannsókn, með því að nota Sharkashi kjúklinga og örflögur, gátum við lýst því hvernig þessar tufts myndast og hvernig þær hreyfast.Sæðisbunkar mynduðust strax eftir sæðissöfnun og reyndust hreyfast í spíral og sýndu jákvæða gigtarfræði þegar þau voru til staðar í flæðinu.Ennfremur, þegar litið er á stórsæja, hefur sæðisbúnt orðið vart við að auka línuleika hreyfingar samanborið við einangraðar sæðisfrumur.Þetta bendir til þess að sæðismyndun geti átt sér stað áður en SST kemst í gegn og að sæðisframleiðsla sé ekki takmörkuð við lítið svæði vegna streitu eins og áður hefur verið lagt til (Tingari og Lake12).Við tóftamyndun synda sæðisfrumur samstilltar þar til þær mynda mót, þá vefjast skotturinn hver um annan og höfuð sæðisstofnsins helst laust, en hali og fjarlægur hluti sæðisstofnsins festast saman með klístruðu efni.Þess vegna er frjálsa höfuð liðbandsins ábyrgt fyrir hreyfingunni og dregur restina af liðbandinu.Rafeindasmásjárskoðun á sæðisbúntum sýndi áföst sæðishaus þakin miklu klístruðu efni, sem bendir til þess að sæðishausarnir hafi verið festir í hvíldarbúntum, sem gæti hafa átt sér stað eftir að hafa náð geymslustaðnum (SST).
Þegar sæðisstrok er litað með akridínappelsínu, sést utanfrumulímefni í kringum sæðisfrumurnar undir flúrljómandi smásjá.Þetta efni gerir sæðisbúntum kleift að festast við og loða við hvaða yfirborð eða agnir sem eru í kring þannig að þær reki ekki með nærliggjandi flæði.Þannig sýna athuganir okkar hlutverk viðloðun sæðisfruma í formi hreyfanlegra knippa.Hæfni þeirra til að synda á móti straumnum og halda sig við nærliggjandi yfirborð gerir sæðisfrumum kleift að vera lengur í SST.
Rothschild25 notaði blóðfrumnamælingarmyndavél til að rannsaka fljótandi dreifingu nautgripasæðis í dropa af sviflausn og tók örmyndatökur í gegnum myndavél með bæði lóðréttan og láréttan sjónás smásjáarinnar.Niðurstöðurnar sýndu að sáðfrumur laðast að yfirborði hólfsins.Höfundarnir benda til þess að það geti verið vatnsafnfræðileg víxlverkun milli sæðis og yfirborðs.Að teknu tilliti til þessa, ásamt hæfni Sharkashi kjúklingasæðis til að mynda klístraðar tufts, getur það aukið líkurnar á að sæði festist við SST vegginn og geymist í langan tíma.
Bccetti og Afzeliu26 greindu frá því að sæðisglýkókalyx sé nauðsynlegt fyrir kynfrumugreiningu og kekkjun.Forman10 sá að vatnsrof á α-glýkósíðtengi í glýkóprótein-glýkólípíðhúð með því að meðhöndla fuglasæði með neuramínidasa leiddi til skertrar frjósemi án þess að hafa áhrif á hreyfanleika sæðisfrumna.Höfundarnir benda til þess að áhrif neuramínídasa á glýkókalyx skerði bindingu sæðis við leggöngumót og dragi þar með úr frjósemi.Athuganir þeirra geta ekki hunsað möguleikann á því að meðferð með neuramínidasa geti dregið úr sæðis- og eggfrumuþekkingu.Forman og Engel10 komust að því að frjósemi minnkaði þegar hænur voru sæðdar í leggöngum með sæði sem var meðhöndlað með neuramínidasa.Hins vegar hafði glasafrjóvgun með neuramínidasa meðhöndluðum sæði ekki áhrif á frjósemi samanborið við samanburðarhænur.Höfundarnir komust að þeirri niðurstöðu að breytingar á glýkóprótein-glýkólípíðhúðinni í kringum sæðishimnuna dragi úr getu sæðisfrumna til að frjóvga sig með því að skerða bindingu sæðis við leg-leggöngin, sem aftur jók sæðistap vegna hraðans á leg- leggöngumótum, en hefur ekki áhrif á sæðis- og egggreiningu.
Í kalkúnum fundu Bakst og Bauchan 11 litlar blöðrur og himnubrot í holrými SST og sáu að sum þessara kyrna höfðu runnið saman við sæðishimnuna.Höfundarnir benda til þess að þessi tengsl geti stuðlað að langtíma geymslu sæðisfruma í SST.Vísindamennirnir tilgreindu hins vegar ekki uppruna þessara agna, hvort þær eru seyttar af CCT þekjufrumum, framleiddar og seyttar af æxlunarfærum karla eða framleiddar af sæðinu sjálfu.Einnig eru þessar agnir ábyrgar fyrir kekkjun.Grützner et al27 greindu frá því að epididymal þekjufrumur framleiða og seyta tilteknu próteini sem þarf til að mynda einnar holu sáðvegi.Höfundarnir segja einnig að dreifing þessara knippa sé háð samspili epididymal próteina.Nixon et al28 komust að því að adnexa seyta próteini, súrt cystein-ríkt osteonectin;SPARC tekur þátt í myndun sæðisþúfa í stuttgoggum og breiðhestum.Dreifing þessara geisla tengist tapi þessa próteins.
Í núverandi rannsókn sýndi útbyggingargreining með rafeindasmásjá að sæðisfrumur festust við mikið magn af þéttu efni.Talið er að þessi efni séu ábyrg fyrir kekkjuninni sem þéttist á milli og í kringum viðloðandi hausana, en í lægri styrk í halasvæðinu.Við gerum ráð fyrir að þetta kekkandi efni sé skilið út úr æxlunarfærum karla (epididymis eða æðar) ásamt sæði, þar sem við sjáum oft sæði skiljast frá eitlum og sæðisplasma við sáðlát.Greint hefur verið frá því að þegar fuglasæði fara í gegnum epididymis og æðaleiðir, gangast þær undir þroskatengdar breytingar sem styðja við getu þeirra til að binda prótein og eignast plasma lemma-tengd glýkóprótein.Þráleiki þessara próteina á staðbundnum sæðishimnum í SST bendir til þess að þessi prótein geti haft áhrif á öflun sæðishimnustöðugleika 30 og ákvarðað frjósemi þeirra 31 .Ahammad et al32 greindu frá því að sáðfrumur sem fengnar voru úr ýmsum hlutum karlkyns æxlunarfæris (frá eistum til fjarlægra æðar) sýndu stigvaxandi aukningu á lífvænleika við vökvageymsluskilyrði, óháð geymsluhita, og lífvænleiki í kjúklingum eykst einnig í eggjaleiðurum eftir tæknifrjóvgun.
Sharkashi kjúklingasæðisdúfur hafa önnur einkenni og virkni en aðrar tegundir eins og jarðhnetur, breiðnefur, skógarmýs, dádýrarottur og naggrísir.Hjá sharkasi hænum minnkaði myndun sæðisbúnta sundhraða þeirra samanborið við stakar sæðisfrumur.Hins vegar jukust þessir búntar hlutfall gigtarjákvættra sæðisfruma og jók getu sæðisfruma til að koma sér á stöðugleika í kraftmiklu umhverfi.Þannig staðfesta niðurstöður okkar fyrri ábendingu um að sæðisþyrping í SST tengist langtíma sæðisgeymslu.Við gerum einnig tilgátu um að tilhneiging sæðisfrumna til að mynda tufts geti stjórnað hraða sæðistaps í SST, sem getur breytt niðurstöðu sæðissamkeppni.Samkvæmt þessari forsendu losa sæðisfrumur með litla kekkjagetu SST fyrst, en sáðfrumur með mikla kekkjagetu gefa af sér megnið af afkvæmunum.Myndun sæðisbúnta með einum holu er gagnleg og hefur áhrif á hlutfall foreldra og barns, en notar annan aðferð.Hjá echidnas og platypuses eru sæðisfrumur raðað samsíða hver annarri til að auka hraða geislans áfram.Knippi af echidnas hreyfast um þrisvar sinnum hraðar en stakar sáðfrumur.Talið er að myndun slíkra sæðisdúfa í echidnas sé þróunaraðlögun til að viðhalda yfirráðum, þar sem kvendýr eru lauslátar og makast venjulega við nokkra karldýr.Þess vegna keppa sæðisfrumur frá mismunandi sáðlátum harkalega um frjóvgun eggsins.
Auðvelt er að sjá kekkjaðar sæðisfrumur af sharkasi-hænsnum með því að nota fasa skuggasmásjár, sem er talið hagkvæmt vegna þess að það gerir auðvelt að rannsaka hegðun sæðisfruma in vitro.Aðferðin þar sem myndun sæðisþófa stuðlar að æxlun hjá sharkasi hænum er einnig frábrugðin því sem sést í sumum fylgjuspendýrum sem táknar samvinnu sæðishegðun eins og skógarmýs, þar sem sumar sæðisfrumur ná til egganna og hjálpa öðrum skyldum einstaklingum að ná til og skemma eggin sín.að sanna þig.altruísk hegðun.Sjálfsfrjóvgun 34. Annað dæmi um samvinnuhegðun í sæðisfrumum fannst í dádýramúsum, þar sem sæðisfrumur gátu greint og sameinast erfðafræðilega tengdustu sæðisdýrunum og myndað samvinnuhópa til að auka hraða þeirra samanborið við óskyldar sæðisfrumur35.
Niðurstöðurnar sem fengust í þessari rannsókn stangast ekki á við kenningu Fomans um langtímageymslu sæðisfruma í SWS.Rannsakendur segja frá því að sæðisfrumur haldi áfram að hreyfast í flæði þekjufrumna sem liggja yfir SST í langan tíma og eftir ákveðinn tíma eru orkubirgðir sæðisfrumna tæmdar, sem leiðir til lækkunar á hraða, sem gerir kleift að fjarlægja efna með litlum mólþunga.orka sæðisfruma með flæði vökva frá holrými SST Hola eggjaleiðara.Í núverandi rannsókn sáum við að helmingur stakra sæðisfrumna sýndi getu til að synda á móti flæðandi vökva og viðloðun þeirra í búntinum jók getu þeirra til að sýna jákvæða gigtarfræði.Ennfremur eru gögn okkar í samræmi við þau sem Matsuzaki o.fl.1 sem greindi frá því að aukin laktatseyting í SST gæti hamlað hreyfanleika sæðisfrumna.Hins vegar lýsa niðurstöður okkar myndun hreyfanlegra liðbanda sæðisfrumna og gigtarhegðun þeirra í viðurvist kraftmikils umhverfis innan örrásar til að reyna að skýra hegðun þeirra í SST.Framtíðarrannsóknir kunna að einbeita sér að því að ákvarða efnasamsetningu og uppruna kekkandi efnisins, sem mun án efa hjálpa vísindamönnum að þróa nýjar leiðir til að geyma fljótandi sæði og auka frjósemistímann.
Fimmtán 30 vikna gamlir berhálskarlkarlar (arfhreinir ríkjandi; Na Na) voru valdir sem sæðisgjafar í rannsókninni.Fuglarnir voru aldir á rannsóknaralifuglabúi landbúnaðardeildar Ashit háskólans, Ashit Governorate, Egyptalandi.Fuglarnir voru hýstir í einstökum búrum (30 x 40 x 40 cm), látnir gangast undir ljósaprógramm (16 klukkustundir af ljósi og 8 klukkustundir af myrkri) og fæða sem innihélt 160 g af hrápróteini, 2800 kkal af umbrotsorku, 35 g af kalsíum hvert.5 grömm af tiltækum fosfór á hvert kíló af fæði.
Samkvæmt gögnum 36, 37 var sæði safnað frá körlum með kviðnuddi.Alls var safnað 45 sæðissýnum úr 15 körlum á 3 dögum.Sæði (n = 15/dag) var strax þynnt 1:1 (v:v) með Belsville Poultry Semen Diluent, sem inniheldur kalíum tvífosfat (1,27 g), mónónatríum glútamat einhýdrat (0,867 g), frúktósa (0,5 d) vatnsfrítt natríum.asetat (0,43 g), tris(hýdroxýmetýl)amínómetan (0,195 g), kalíumsítrat mónóhýdrat (0,064 g), kalíum mónófosfat (0,065 g), magnesíumklóríð (0,034 g) og H2O (100 ml), pH = 7, 5, osmólarstyrkur 3 kg/m3 kg/mOsmólar.Þynnt sæðissýni voru fyrst skoðuð í ljóssmásjá til að tryggja góða sæðisgæði (raka) og síðan geymd í vatnsbaði við 37°C fram að notkun innan hálftíma eftir söfnun.
Hreyfifræði og vefjafræði sæðisfruma er lýst með því að nota kerfi örvökvatækja.Sæðissýni voru þynnt frekar í 1:40 í Beltsville Avian Semen Diluent, hlaðið í örvökvabúnað (sjá hér að neðan), og hreyfibreytur voru ákvarðaðar með tölvutæku sæðisgreiningarkerfi (CASA) sem áður var þróað til að lýsa örvökva.um hreyfanleika sæðisfruma í fljótandi miðlum (Vélaverkfræðideild, verkfræðideild Assiut háskólans, Egyptalandi).Hægt er að hlaða niður viðbótinni á: http://www.assiutmicrofluidics.com/research/casa39.Mældur var ferilhraði (VCL, μm/s), línulegur hraði (VSL, μm/s) og meðalferilshraði (VAP, μm/s).Myndbönd af sæðisdýrum voru tekin með öfugum Optika XDS-3 fasa skuggasmásjá (með 40x hlutlægu) tengdu Tucson ISH1000 myndavél við 30 ramma á sekúndu í 3 sek.Notaðu CASA hugbúnaðinn til að rannsaka að minnsta kosti þrjú svæði og 500 sæðisferla í hverju sýni.Myndbandið sem tekið var upp var unnið með heimagerðu CASA.Skilgreiningin á hreyfigetu í CASA viðbótinni byggir á sundhraða sæðisfrumunnar samanborið við flæðishraða og tekur ekki til annarra þátta eins og hreyfingar hliðar til hliðar þar sem þetta hefur reynst áreiðanlegra í vökvaflæði.Gigtarhreyfing er lýst sem hreyfingu sæðisfrumna gegn stefnu vökvaflæðis.Sæðisfrumur með gigtareiginleika var deilt með fjölda hreyfanlegra sáðfruma;sæðisfrumur sem voru í kyrrstöðu og sæðisfrumur sem hreyfðu sig með leiðum voru útilokaðar frá talningu.
Öll efni sem notuð voru voru fengin frá Elgomhoria Pharmaceuticals (Kaíró, Egyptalandi) nema annað sé tekið fram.Tækið var framleitt eins og lýst er af El-sherry o.fl.40 með nokkrum breytingum.Efnin sem notuð voru til að búa til örrásirnar voru glerplötur (Howard Glass, Worcester, MA), SU-8-25 neikvæð viðnám (MicroChem, Newton, CA), díasetónalkóhól (Sigma Aldrich, Steinheim, Þýskalandi) og pólýasetón.-184, Dow Corning, Midland, Michigan).Örrásir eru framleiddar með mjúkri steinþrykk.Í fyrsta lagi var glær hlífðar andlitsmaska ​​með æskilegri örrásarhönnun prentuð á háupplausn prentara (Prismatic, Cairo, Egypt and Pacific Arts and Design, Markham, ON).Meistararnir voru gerðir með glerplötum sem undirlag.Plöturnar voru hreinsaðar í asetoni, ísóprópanóli og afjónuðu vatni og síðan húðaðar með 20 µm lagi af SU8-25 með snúningshúð (3000 rpm, 1 mín).SU-8 lögin voru síðan þurrkuð varlega (65°C, 2 mín og 95°C, 10 mín) og útsett fyrir UV geislun í 50 s.Bakað við 65°C og 95°C eftir útsetningu í 1 mín og 4 mín til að krosstengja óvarinn SU-8 lög, fylgt eftir með þróun í díasetónalkóhóli í 6,5 mín.Harðbakað vöfflurnar (200°C í 15 mín) til að storkna SU-8 lagið enn frekar.
PDMS var útbúið með því að blanda einliða og herðari í þyngdarhlutfallinu 10:1, síðan afgasað í lofttæmiþurrkara og hellt á SU-8 aðalgrindina.PDMS var hert í ofni (120°C, 30 mín), síðan voru rásirnar skornar út, aðskildar frá masternum og götaðar til að hægt væri að festa rör við inntak og úttak örrásarinnar.Að lokum voru PDMS örrásir varanlega festar við smásjárgler með því að nota flytjanlegan kórónu örgjörva (Electro-Technic Products, Chicago, IL) eins og lýst er annars staðar.Örrásin sem notuð er í þessari rannsókn mælist 200 µm × 20 µm (B × H) og er 3,6 cm löng.
Vökvaflæðið framkallað af vökvaþrýstingi inni í örrásinni er náð með því að halda vökvastigi í inntaksgeyminum yfir hæðarmuninum Δh39 í úttaksgeyminum (mynd 1).
þar sem f er núningsstuðullinn, skilgreindur sem f = C/Re fyrir lagskipt flæði í rétthyrndri rás, þar sem C er fasti sem fer eftir stærðarhlutfalli rásarinnar, L er lengd örrásarinnar, Vav er meðalhraði inni í örrásinni, Dh er vökvaþvermál rásarinnar, g – þyngdarhröðun.Með því að nota þessa jöfnu er hægt að reikna út meðalhraða rásarinnar með því að nota eftirfarandi jöfnu: