Matur nuwun kanggo ngunjungi Nature.com.Versi browser sing sampeyan gunakake nduweni dhukungan CSS sing winates.Kanggo pengalaman paling apik, disaranake sampeyan nggunakake browser sing dianyari (utawa mateni Mode Kompatibilitas ing Internet Explorer).Ing sawetoro wektu, kanggo mesthekake dhukungan terus, kita bakal nerjemahake situs tanpa gaya lan JavaScript.
Kesuburan manuk gumantung marang kemampuan kanggo nyimpen sperma sing cukup kanggo wektu sing suwe ing tubulus panyimpenan sperma (SST).Mekanisme pas spermatozoa mlebu, manggon, lan ninggalake SST tetep kontroversial.Sperma pitik sharkasi nuduhake kecenderungan dhuwur kanggo aglutinasi, mbentuk bundel filamen seluler sing ngemot akeh sel.Amarga angel kanggo mirsani motilitas lan prilaku spermatozoa ing tabung fallopi buram, kita nggunakake piranti mikrofluida kanthi potongan silang microchannel sing padha karo spermatozoa kanggo nyinaoni aglutinasi lan motilitas spermatozoa.Panliten iki ngrembug babagan kepriye wujude bundelan sperma, kepriye obahe, lan kemungkinan perane kanggo nambah residensi sperma ing SST.Kita nyelidiki kecepatan sperma lan prilaku rheologis nalika aliran cairan diasilake ing saluran mikrofluida kanthi tekanan hidrostatik (laju aliran = 33 µm / s).Spermatozoa cenderung nglangi nglawan arus (rheologi positif) lan kecepatan bundel spermatozoa suda sacara signifikan dibandhingake karo spermatozoa tunggal.Bundel sperma wis diamati pindhah ing spiral lan nambah dawa lan kekandelan amarga luwih akeh sperma siji sing direkrut. Bundel sperma diamati nyedhak lan nempel ing tembok pinggir saluran mikrofluida supaya ora kesapu kanthi kecepatan aliran cairan> 33 µm/s. Bundel sperma diamati nyedhak lan nempel ing tembok pinggir saluran mikrofluida supaya ora kesapu kanthi kecepatan aliran cairan> 33 µm/s. Было замечено, что пучки сперматозоидов приближаются и прилипают к боковым стенкам микрофлюитодных каналбових каналбов скоростью потока жидкости> 33 мкм / с. Bundel sperma wis diamati nyedhaki lan nempel ing tembok sisih saluran mikrofluida supaya ora kesapu ing tingkat aliran cairan> 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 µm/s。33 µm/s 扫过. Было замечено, что пучки сперматозоидов приближаются и прилипают к боковым стенкам микрожидкостногочижкала, Было замечено м жидкости со скоростью > 33 мкм/с. Bundel sperma wis diamati nyedhaki lan nempel ing tembok sisih saluran mikrofluida supaya ora kesapu dening aliran cairan ing> 33 µm/s.Pemindaian lan transmisi mikroskop elektron ngandhakake yen bundelan sperma didhukung dening materi kandhel sing akeh banget.Data sing dipikolehi nuduhake mobilitas unik spermatozoa pitik Sharkazi, uga kemampuan spermatozoa kanggo aglutinasi lan mbentuk bundel seluler, sing nyumbang kanggo pemahaman sing luwih apik babagan panyimpenan jangka panjang spermatozoa ing SMT.
Kanggo entuk pembuahan ing manungsa lan umume kewan, sperma lan endhog kudu teka ing situs pembuahan ing wektu sing tepat.Mulane, kawin kudu kedadeyan sadurunge utawa nalika ovulasi.Ing sisih liya, sawetara mamalia, kayata asu, uga spesies non-mamalia, kayata serangga, iwak, reptil, lan manuk, nyimpen sperma ing organ reproduksi kanggo wektu sing suwe nganti endhoge siap kanggo pembuahan (fertilisasi asinkron 1).Manuk bisa njaga kelangsungan spermatozoa sing bisa mbuahi endhog sajrone 2-10 minggu2.
Iki minangka fitur unik sing mbedakake manuk saka kewan liyane, amarga menehi kemungkinan pembuahan sing dhuwur sawise inseminasi siji kanggo sawetara minggu tanpa kawin lan ovulasi bebarengan.Organ panyimpenan sperma utama, disebut tubule panyimpenan sperma (SST), dumunung ing lipatan mukosa internal ing persimpangan uterovaginal.Nganti saiki, mekanisme sperma mlebu, manggon, lan metu saka bank sperma durung dimangerteni kanthi lengkap.Adhedhasar panaliten sadurunge, akeh hipotesis sing diajukake, nanging ora ana sing dikonfirmasi.
Forman4 hipotesis manawa spermatozoa tetep manggon ing rongga SST liwat gerakan osilasi sing terus-terusan nglawan arah aliran cairan liwat saluran protein sing ana ing sel epitel SST (rheologi).ATP wis entek amarga aktivitas flagellar sing terus-terusan dibutuhake kanggo njaga sperma ing lumen SST lan motilitas pungkasane mudhun nganti sperma digawa metu saka bank sperma kanthi aliran cairan lan miwiti lelungan anyar mudhun tabung fallopian munggah kanggo mbuahi sperma.Endhog (Forman4).Model panyimpenan sperma iki didhukung dening deteksi dening immunocytochemistry saka aquaporin 2, 3 lan 9 sing ana ing sel epitel SST.Nganti saiki, studi babagan rheologi semen pitik lan perane ing panyimpenan SST, pemilihan sperma vagina, lan kompetisi sperma kurang.Ing pitik, sperma lumebu ing vagina sawise kawin alami, nanging luwih saka 80% spermatozoa metu saka vagina sakcepete sawise kawin.Iki nuduhake yen vagina minangka situs utama kanggo milih sperma ing manuk.Kajaba iku, wis dilapurake yen kurang saka 1% spermatozoa sing dibuahi ing vagina dadi SST2.Ing inseminasi buatan anak ayam ing vagina, jumlah spermatozoa sing tekan SST cenderung mundhak 24 jam sawise inseminasi.Nganti saiki, mekanisme pemilihan sperma sajrone proses iki ora jelas, lan motilitas sperma bisa uga nduweni peran penting ing penyerapan sperma SST.Amarga tembok kandel lan opaque saka tabung fallopi, angel kanggo langsung ngawasi motilitas sperma ing tabung fallopi manuk.Mulane, kita ora duwe kawruh dhasar babagan transisi spermatozoa menyang SST sawise pembuahan.
Rheologi bubar diakoni minangka faktor penting sing ngontrol transportasi sperma ing genitalia mamalia.Adhedhasar kemampuan spermatozoa motil kanggo migrasi kanthi berlawanan, Zaferani et al8 nggunakake sistem mikrofluida corra kanggo ngisolasi spermatozoa motil kanthi pasif saka sampel semen sing ditulis.Jinis semen jinis iki penting kanggo perawatan infertilitas medis lan riset klinis, lan luwih disenengi tinimbang cara tradisional sing mbutuhake wektu lan tenaga kerja lan bisa kompromi morfologi sperma lan integritas struktural.Nanging, nganti saiki, ora ana panaliten sing ditindakake babagan efek sekresi saka organ kelamin pitik ing motilitas sperma.
Preduli saka mekanisme sing njaga sperma sing disimpen ing SST, akeh peneliti wis diamati manawa spermatozoa penduduk agglutinate head-to-head ing SST pitik 9, 10, quails 2, lan turkeys 11 kanggo mbentuk bundel sperma agglutinated.Penulis nyaranake yen ana hubungan antara aglutinasi iki lan panyimpenan jangka panjang spermatozoa ing SST.
Tingari lan Lake12 nglapurake hubungan sing kuat antarane spermatozoa ing kelenjar sing nampa sperma saka pitik lan takon apa spermatozoa unggas agglutinate kanthi cara sing padha karo spermatozoa mamalia.Dheweke percaya yen sambungan jero antarane sperma ing vas deferens bisa uga amarga stres sing disebabake dening akeh sperma ing ruang cilik.
Nalika ngevaluasi prilaku spermatozoa ing slide kaca gantung sing seger, tandha-tandha aglutinasi transien bisa katon, utamane ing pinggir tetesan semen.Nanging, aglutinasi asring diganggu dening aksi rotasi sing ana gandhengane karo gerakan sing terus-terusan, sing nerangake sifat transien fenomena iki.Para panaliti uga weruh yen nalika diluent ditambahake menyang semen, agregat sel "kaya benang" sing elongated katon.
Upaya awal kanggo niru spermatozoon ditindakake kanthi ngilangi kawat tipis saka tetesan sing gantung, sing nyebabake vesikel kaya sperma sing elongated metu saka tetesan semen.Spermatozoa langsung dijejerake kanthi cara paralel ing vesikel, nanging kabeh unit cepet ilang amarga watesan 3D.Mulane, kanggo nyinaoni aglutinasi spermatozoa, perlu kanggo mirsani motilitas lan prilaku spermatozoa langsung ing tubulus panyimpenan sperma sing terisolasi, sing angel digayuh.Mulane, perlu kanggo ngembangake instrumen sing niru spermatozoa kanggo ndhukung studi babagan motilitas sperma lan prilaku aglutinasi.Brillard et al13 nglaporake manawa rata-rata dawa tubulus panyimpenan sperma ing pitik diwasa yaiku 400-600 µm, nanging sawetara SST bisa nganti 2000 µm.Mero lan Ogasawara14 mbagi kelenjar seminiferous dadi tubulus panyimpenan sperma sing nggedhekake lan ora nggedhekake, sing dawane padha (~500 µm) lan gulu (~38 µm), nanging diameter lumen rata-rata tubulus kasebut yaiku 56,6 lan 56,6 µm.., mungguh 11,2 μm, mungguh.Ing panaliten saiki, kita nggunakake piranti mikrofluida kanthi ukuran saluran 200 µm × 20 µm (W × H), sing bagean silang rada cedhak karo SST sing dikuatake.Kajaba iku, kita nliti motilitas sperma lan prilaku aglutinasi ing cairan sing mili, sing cocog karo hipotesis Foreman yen cairan sing diprodhuksi dening sel epitel SST njaga sperma ing lumen kanthi arah countercurrent (rheologis).
Tujuwan saka panliten iki yaiku kanggo ngatasi masalah observasi motilitas spermatozoa ing tuba falopi lan supaya ora angel nyinaoni rheologi lan prilaku spermatozoa ing lingkungan sing dinamis.Piranti mikrofluida digunakake sing nggawe tekanan hidrostatik kanggo simulasi motilitas sperma ing kelamin pitik.
Nalika tetes sampel sperma sing diencerake (1:40) dimuat menyang piranti saluran mikro, rong jinis motilitas sperma bisa diidentifikasi (sperma terisolasi lan sperma terikat).Kajaba iku, spermatozoa cenderung nglangi nglawan arus (rheologi positif; video 1, 2). Sanajan bundelan sperma nduweni kecepatan sing luwih murah tinimbang sperma sing sepi (p <0.001), dheweke nambah persentase sperma sing nuduhake rheotaxis positif (p <0.001; Tabel 2). Sanajan bundelan sperma nduweni kecepatan sing luwih murah tinimbang sperma sing sepi (p <0.001), dheweke nambah persentase sperma sing nuduhake rheotaxis positif (p <0.001; Tabel 2). Хотя пучки сперматозоидов имели более низкую скорость, чем у одиночныпх сперматозоидов (p < 0,001), лими лици дов, демонстрирующих положительный реотаксис (p < 0,001; таблица 2). Senadyan bundel spermatozoa nduweni kecepatan sing luwih murah tinimbang spermatozoa tunggal (p <0,001), dheweke nambah persentase spermatozoa sing nuduhake rheotaxis positif (p <0,001; Tabel 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的示阳性流的示阳性流的示阳性流的示阳性流的示阳性流的示阳性流的示阳了<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 阳性 浔歐(p <0,001; 2……..)））） Хотя скорость пучков сперматозоидов была ниже, чем у одиночных сперматозоидов (p < 0,001), они увеличирдил тор жительной реологией (p < 0,001; таблица 2). Sanajan kacepetan bundel sperma luwih murah tinimbang spermatozoa tunggal (p <0,001), dheweke nambah persentase spermatozoa kanthi rheologi positif (p <0,001; Tabel 2).Rheologi positif kanggo spermatozoa tunggal lan tufts kira-kira kira-kira 53% lan 85%.
Wis diamati manawa spermatozoa saka pitik sharkasi sanalika sawise ejakulasi mbentuk bundle linear, sing dumadi saka puluhan individu.Tufts iki mundhak dawa lan kekandelan saka wektu lan bisa tetep in vitro kanggo sawetara jam sadurunge dissipating (video 3).Buntelan filamen iki bentuke kaya spermatozoa echidna sing dibentuk ing mburi epididimis.Semen pitik Sharkashi ditemokake nduweni kecenderungan dhuwur kanggo aglutinasi lan mbentuk bundel reticulate kurang saka siji menit sawise koleksi.Balok iki dinamis lan bisa nempel ing tembok utawa obyek statis sing cedhak.Sanajan bundelan sperma nyuda kacepetan sel sperma, jelas yen sacara makroskopis nambah linearitas.Dawane bundel beda-beda gumantung saka jumlah sperma sing diklumpukake ing bundel.Rong bagean saka bundel kasebut diisolasi: bagean wiwitan, kalebu sirah bebas saka sperma agglutinated, lan bagean terminal, kalebu buntut lan kabeh mburi distal saka sperma.Nggunakake kamera kacepetan dhuwur (950 fps), kepala spermatozoa agglutinated gratis diamati ing bagian awal bundel, tanggung jawab kanggo gerakan bundel amarga gerakan osilasi, nyeret sing isih ana menyang bundel kanthi gerakan heliks (Video 4).Nanging, ing tufts dawa, wis diamati sing sawetara endhas sperma free nempel ing awak lan bagean terminal saka tuft tumindak minangka vanes kanggo propel tuft.
Nalika ing aliran alon saka adi, bundles sperma pindhah podo karo saben liyane, Nanging, padha wiwiti tumpang tindih lan tetep kanggo kabeh sing isih, supaya ora kanggo sakabeheng adoh dening aliran saiki minangka mundhak kacepetan aliran.Bundel kasebut dibentuk nalika sawetara sel sperma nyedhaki siji liyane, mula padha pindhah kanthi sinkron lan mbungkus saben liyane, banjur nempel ing zat lengket.Tokoh 1 lan 2 nuduhake carane sperma nyedhaki siji liyane, mbentuk prapatan minangka buntut mbungkus siji liyane.
Para peneliti ngetrapake tekanan hidrostatik kanggo nggawe aliran cairan ing saluran mikro kanggo sinau rheologi sperma.Saluran mikro kanthi ukuran 200 µm × 20 µm (W × H) lan dawane 3,6 µm digunakake.Gunakake saluran mikro ing antarane wadhah kanthi jarum suntik sing dipasang ing ujung.Pewarna panganan digunakake kanggo nggawe saluran luwih katon.
Sambungake kabel lan aksesoris ing tembok.Video kasebut dijupuk nganggo mikroskop kontras fase.Kanthi saben gambar, mikroskop kontras fase lan gambar pemetaan ditampilake.(A) Sambungan antarane rong aliran nolak aliran amarga gerakan heliks (panah abang).(B) Sambungan antarane mbendel tabung lan tembok saluran (panah abang), ing wektu sing padha disambungake menyang rong bundel liyane (panah kuning).(C) Bundel sperma ing saluran mikrofluida wiwit nyambung siji liyane (panah abang), mbentuk bolong bundel sperma.(D) Pembentukan jaringan bundle sperma.
Nalika tetes sperma sing diencerake dilebokake menyang piranti mikrofluida lan aliran digawe, sinar sperma diamati kanggo pindhah nglawan arah aliran kasebut.Bundel pas karo tembok saluran mikro, lan kepala gratis ing bagian awal bundel pas karo dheweke (video 5).Dheweke uga nempel ing partikel stasioner ing dalane, kayata lebu, kanggo nolak kesapu arus.Sajrone wektu, tufts iki dadi filamen dawa njebak spermatozoa siji liyane lan tufts luwih cendhek (Video 6).Nalika aliran wiwit alon mudhun, garis dawa sperma wiwit mbentuk jaringan garis sperma (Video 7; Gambar 2).
Ing kecepatan aliran dhuwur (V> 33 µm/s), obahe spiral saka Utas tambah minangka nyoba kanggo nyekel akeh individu sperma mbentuk bundles luwih nolak gaya drifting saka aliran. Ing kecepatan aliran dhuwur (V> 33 µm/s), obahe spiral saka Utas tambah minangka nyoba kanggo nyekel akeh individu sperma mbentuk bundles luwih nolak gaya drifting saka aliran. При высокой скорости потока (V> 33 мкм/с) спиралевидные движения нитей усиливаются, поскольку они пиралевидные движения нитей усиливаются ерматозоидов, образующих пучки, которые лучше противостоят дрейфующей силе потока. Ing tingkat aliran dhuwur (V> 33 µm/s), gerakan heliks saka untaian mundhak nalika nyoba kanggo nyekel akeh individu spermatozoa mbentuk bundles sing luwih bisa nolak gaya drifting saka aliran.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，我华个，以试图捕捉许多形成束的单个，从从从流动的漂移力.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 个 许单 个 ，抵抗 的 漂移力……….. При высоких скоростях потока (V > 33 мкм/с) спиральное движение нитей увеличивается в попытке захватить томожество множество множество бразующих пучки, чтобы лучше сопротивляться силам дрейфа потока. Ing tingkat aliran dhuwur (V> 33 µm/s), gerakan heliks filamen mundhak ing upaya kanggo nangkep akeh individu spermatozoa mbentuk bundles kanggo luwih nolak pasukan drift saka aliran.Dheweke uga nyoba masang microchannels menyang sidewalls.
Bundel sperma diidentifikasi minangka kluster kepala sperma lan buntut sing keriting nggunakake mikroskop cahya (LM).Bundel sperma kanthi macem-macem agregat uga wis diidentifikasi minangka endhas bengkong lan agregat flagellar, pirang-pirang buntut sperma sing nyawiji, endhas sperma sing ditempelake ing buntut, lan endhas sperma kanthi inti bengkok minangka inti sing akeh.mikroskop elektron transmisi (TEM).Scanning electron microscopy (SEM) nuduhake yen bundelan sperma minangka agregat saka kepala sperma lan agregat sperma nuduhake jaringan buntut sing dibungkus.
Morfologi lan ultrastruktur spermatozoa, pembentukan bundel spermatozoa diteliti nggunakake mikroskop cahya (setengah bagian), scanning electron microscopy (SEM) lan transmission electron microscopy (TEM), smear sperma diwarnai karo acridine orange lan diteliti nggunakake mikroskop epifluoresensi.
Pewarnaan apusan sperma kanthi oranye acridine (Gbr. 3B) nuduhake yen endhas sperma macet bebarengan lan ditutupi karo bahan secretory, sing nyebabake pembentukan tufts gedhe (Gbr. 3D).Bundelan sperma kasusun saka agregat sperma kanthi jaringan buntut sing dipasang (Gambar 4A-C).Buntelan sperma kasusun saka buntut spermatozoa akeh sing macet bebarengan (Gambar 4D).Rahasia (Gbr. 4E,F) nutupi sirah bundles spermatozoa.
Pembentukan bundel spermatozoa Nggunakake mikroskop kontras fase lan apusan sperma sing diwarnai karo jeruk acridine, nuduhake yen endhas spermatozoa tetep bebarengan.(A) Pembentukan rumpun sperma awal diwiwiti kanthi sperma (bunder putih) lan telung sperma (bunder kuning), kanthi spiral diwiwiti ing buntut lan pungkasan ing endhas.(B) Fotomikrograf saka apusan sperma sing diwarnai karo oranye acridine sing nuduhake kepala sperma sing melekat (panah).Discharge nutupi sirah (s).Pembesaran × 1000. (C) Pangembangan balok gedhe sing diangkut dening aliran ing saluran mikrofluida (nggunakake kamera kacepetan dhuwur ing 950 fps).(D) Mikrograf saka apusan sperma sing diwarnai karo oranye acridine sing nuduhake pucuk gedhe (panah).Magnification: × 200.
Mikrograf elektron scanning berkas sperma lan apusan sperma sing diwarnai karo oranye acridine.(A, B, D, E) minangka mikrograf elektron pemindai warna digital saka spermatozoa, lan C lan F minangka mikrograf saka apusan sperma acridine oranye sing nuduhake lampiran saka pirang-pirang spermatozoa sing mbungkus jaring ekor.(AC) Agregat sperma ditampilake minangka jaringan buntut sing ditempelake (panah).(D) Adhesi sawetara spermatozoa (kanthi zat adesif, garis jambon, panah) mbungkus buntut.(E lan F) Agregat sirah sperma (pointer) ditutupi bahan adesif (pointer).Spermatozoa mbentuk bundel kanthi sawetara struktur kaya pusaran (F).(C) ×400 lan (F) ×200 perbesaran.
Nggunakake mikroskop elektron transmisi, kita nemokake yen bundle sperma duwe buntut sing dipasang (Gambar 6A, C), kepala sing dipasang ing buntut (Gambar 6B), utawa kepala sing dipasang ing buntut (Gambar 6D).Sirah spermatozoa ing bundel kasebut mlengkung, nuduhake ing bagean rong wilayah nuklir (Gambar 6D).Ing bundel incision, spermatozoa duwe sirah bengkong kanthi rong wilayah nuklir lan sawetara wilayah flagellar (Gambar 5A).
Mikrograf elektron warna digital sing nuduhake buntut sing nyambungake ing bundle sperma lan bahan aglutinasi sing nyambungake kepala sperma.(A) Ekor spermatozoa sing akeh banget.Delengen carane buntut katon ing proyeksi potret (panah) lan lanskap (panah).(B) Sirah (panah) sperma disambungake karo buntut (panah).(C) Sawetara buntut sperma (panah) ditempelake.(D) Materi aglutinasi (AS, biru) nyambungake papat kepala sperma (ungu).
Scanning electron microscopy digunakake kanggo ndeteksi endhas sperma ing bundelan sperma sing ditutupi sekresi utawa membran (Gambar 6B), nuduhake yen bundelan sperma disambungake karo materi ekstrasel.Materi aglutinasi dikonsentrasi ing endhas sperma (majelis kaya sirah ubur-ubur; Fig. 5B) lan nggedhekake distal, menehi tampilan kuning sing cerah ing mikroskop fluoresensi nalika diwarnai karo oranye acridine (Gambar 6C).Zat iki katon kanthi jelas ing mikroskop pemindai lan dianggep minangka binder.Bagian semi-tipis (Gambar 5C) lan apusan sperma sing diwarnai karo oranye acridine nuduhake bundelan sperma sing ngemot sirah sing padhet lan buntut sing digulung (Gbr. 5D).
Macem-macem fotomikrograf nuduhake agregasi kepala sperma lan buntut sing dilipat nggunakake macem-macem cara.(A) Mikrograf elektron transmisi warna digital cross-sectional saka bundel sperma sing nuduhake sirah sperma sing digulung kanthi inti rong bagéan (biru) lan sawetara bagéan flagellar (ijo).(B) Mikrograf elektron pemindai warna digital sing nuduhake klompok kepala sperma (panah) kaya ubur-ubur sing katon ditutupi.(C) Bagean semi-tipis sing nuduhake sirah sperma sing dikumpulake (panah) lan buntut sing digulung (panah).(D) Mikrograf saka apusan sperma sing diwarnai karo oranye acridine sing nuduhake agregat kepala sperma (panah) lan buntut sing nggegirisi (panah).Elinga yen zat lengket (S) nutupi sirah spermatozoon.(D) × 1000 perbesaran.
Nggunakake mikroskop elektron transmisi (Gambar 7A), uga dicathet yen endhas sperma bengkong lan inti nduweni wangun spiral, sing dikonfirmasi dening apusan sperma sing diwarnai karo jeruk acridine lan diteliti nggunakake mikroskop fluoresensi (Gambar 7B).
(A) Mikrograf elektron transmisi warna digital lan (B) Apusan sperma diwarnai oranye acridine sing nuduhake sirah sing digulung lan lampiran endhas lan buntut sperma (panah).(B) × 1000 perbesaran.
Temuan sing menarik yaiku yen sperma Sharkazi aggregates kanggo mbentuk bundel filamen seluler.Sifat-sifat bundel kasebut ngidini kita ngerti peran sing bisa ditindakake ing panyerepan lan panyimpenan spermatozoa ing SST.
Sawise kawin, sperma lumebu ing tempek lan ngalami proses seleksi sing kuat, nyebabake mung sawetara sperma sing mlebu ing SST15,16.Nganti saiki, mekanisme sperma mlebu lan metu saka SST ora jelas.Ing unggas, spermatozoa disimpen ing SST suwene 2 nganti 10 minggu, gumantung saka spesies6.Kontroversi tetep babagan kondisi mani nalika disimpen ing SST.Apa padha obah utawa ngaso?Ing tembung liya, kepiye sel sperma njaga posisi ing SST nganti suwe?
Forman4 nyaranake manawa panggonan lan ejeksi SST bisa diterangake babagan motilitas sperma.Penulis hipotesis manawa sperma njaga posisine kanthi nglangi nglawan aliran cairan sing digawe dening epitelium SST lan sperma diusir saka SST nalika kecepatane mudhun ing ngisor titik nalika dheweke wiwit mundur amarga kekurangan energi.Zaniboni5 ngonfirmasi anané aquaporin 2, 3, lan 9 ing bagian apikal sel epitel SST, sing bisa ndhukung model panyimpenan sperma Foreman kanthi ora langsung.Ing panliten saiki, kita nemokake manawa meh setengah saka spermatozoa Sharkashi nuduhake rheologi positif ing cairan sing mili, lan bundelan sperma sing aglutinasi nambah jumlah spermatozoa sing nuduhake rheologi positif, sanajan aglutinasi nyepetake.Cara sel sperma ngunggahake tabung fallopi manuk menyang situs pembuahan durung dimangerteni kanthi lengkap.Ing mamalia, kemoterapi cairan folikel narik spermatozoa.Nanging, chemoattractants diyakini ngarahake spermatozoa nyedhaki jarak sing adoh7.Mulane, mekanisme liyane tanggung jawab kanggo transportasi sperma.Kemampuan sperma kanggo orientasi lan mili nglawan cairan tabung fallopi sing dirilis sawise kawin wis dilapurake minangka faktor utama kanggo nargetake sperma ing tikus.Parker 17 nyaranake manawa spermatozoa ngliwati oviduk kanthi nglangi nglawan arus ciliary ing manuk lan reptil.Sanajan durung dibuktekake kanthi eksperimen ing manuk, Adolphi18 minangka sing pertama nemokake manawa sperma unggas menehi asil positif nalika lapisan tipis cairan ing antarane tutup lan geser digawe nganggo kertas saring.Rheologi.Hino lan Yanagimachi [19] nyelehake kompleks ovary-tubal-uterine tikus ing cincin perfusi lan nyuntikake 1 µl tinta menyang isthmus kanggo nggambarake aliran cairan ing tuba fallopi.Dheweke weruh gerakan kontraksi lan istirahat sing aktif banget ing tabung fallopi, ing ngendi kabeh bal tinta terus-terusan pindhah menyang ampulla tabung fallopi.Penulis nandheske pentinge aliran cairan tuba saka ngisor menyang tuba falopi ndhuwur kanggo uplift lan pembuahan sperma.Brillard20 nglapurake yen ing pitik lan kalkun, spermatozoa migrasi kanthi gerakan aktif saka lawang vagina, ing ngendi dheweke disimpen, menyang persimpangan utero-vaginal, ing ngendi dheweke disimpen.Nanging, gerakan iki ora dibutuhake antarane persimpangan uterovaginal lan infundibulum amarga spermatozoa diangkut kanthi pamindahan pasif.Ngerti rekomendasi sadurunge lan asil sing dipikolehi ing panliten saiki, bisa dianggep manawa kemampuan spermatozoa kanggo mindhah hulu (rheologi) minangka salah sawijining sifat sing didhasarake proses seleksi.Iki nemtokake dalane spermatozoa liwat vagina lan mlebu menyang CCT kanggo panyimpenan.Kaya sing disaranake Forman4, iki uga bisa nggampangake proses sperma mlebu ing SST lan habitate kanggo sawetara wektu lan banjur metu nalika kecepatane mulai alon.
Ing sisih liya, Matsuzaki lan Sasanami 21 nyaranake manawa spermatozoa unggas ngalami owah-owahan motilitas saka dormansi menyang motilitas ing saluran reproduksi lanang lan wadon.Inhibisi motilitas sperma penduduk ing SST wis diusulake kanggo nerangake wektu panyimpenan suwene sperma lan banjur rejuvenasi sawise ninggalake SST.Ing kahanan hypoxic, Matsuzaki et al.1 nglaporake produksi lan pelepasan laktat sing dhuwur ing SST, sing bisa nyebabake inhibisi motilitas sperma penduduk.Ing kasus iki, pentinge rheologi sperma dibayangke ing pilihan lan panyerepan spermatozoa, lan ora ing panyimpenan.
Pola aglutinasi sperma dianggep minangka panjelasan sing bisa ditrapake kanggo periode panyimpenan suwene sperma ing SST, amarga iki minangka pola retensi sperma sing umum ing unggas2,22,23.Bakst et al.2 diamati manawa sebagian besar spermatozoa saling ngetutake, mbentuk agregat fascicular, lan spermatozoa tunggal jarang ditemokake ing CCM puyuh.Ing tangan liyane, Wen et al.24 diamati luwih akeh spermatozoa sing kasebar lan luwih sithik tufts spermatozoa ing lumen SST ing pitik.Adhedhasar pengamatan kasebut, bisa dianggep yen propensity aglutinasi sperma beda antarane manuk lan antarane spermatozoa ing ejakulasi sing padha.Kajaba iku, Van Krey et al.9 nyaranake yen disosiasi acak saka spermatozoa agglutinated tanggung jawab kanggo penetrasi bertahap spermatozoa menyang lumen tuba fallopi.Miturut hipotesis iki, spermatozoa kanthi kapasitas aglutinasi sing luwih murah kudu diusir saka SST luwih dhisik.Ing konteks iki, kemampuan spermatozoa kanggo aglutinasi bisa dadi faktor sing mengaruhi asil kompetisi sperma ing manuk reged.Kajaba iku, suwene sperma agglutinated dissociates, kesuburan maneh tetep.
Sanajan agregasi lan agregasi spermatozoa dadi bundel wis diamati ing sawetara studi2,22,24, nanging durung diterangake kanthi rinci amarga kerumitan pengamatan kinematik ing SST.Sawetara upaya wis ditindakake kanggo nyinaoni aglutinasi sperma ing vitro.Agregasi ekstensif nanging transien diamati nalika kabel tipis dicopot saka tetes wiji sing dangling.Iki ndadékaké kasunyatan sing gelembung elongated protrudes saka gulung, niru kelenjar mani.Amarga watesan 3D lan wektu pangatusan sing cendhak, kabeh blok kasebut cepet rusak9.Ing sinau saiki, nggunakake pitik Sharkashi lan Kripik microfluidic, kita bisa njlèntrèhaké carane tufts iki mbentuk lan carane gerakane.Bundel sperma dibentuk sanalika sawise koleksi semen lan ditemokake kanthi gerakan spiral, nuduhake rheologi positif nalika ana ing aliran kasebut.Salajengipun, nalika dideleng kanthi makroskopis, bundelan sperma wis diamati nambah linearitas motilitas dibandhingake karo spermatozoa sing terisolasi.Iki nuduhake yen aglutinasi sperma bisa kedadeyan sadurunge penetrasi SST lan produksi sperma ora diwatesi ing area cilik amarga stres kaya sing disaranake sadurunge (Tingari lan Lake12).Sajrone pembentukan tuft, spermatozoa nglangi kanthi sinkron nganti mbentuk persimpangan, banjur buntute mbungkus siji liyane lan endhas spermatozoon tetep bebas, nanging buntut lan bagian distal saka spermatozoon tetep bebarengan karo zat sing lengket.Mulane, kepala ligamen sing bebas tanggung jawab kanggo gerakan kasebut, nyeret sisa ligamen.Scanning mikroskop elektron saka bundelan sperma nuduhake kepala sperma sing ditempelake ditutupi karo akeh bahan lengket, nuduhake yen kepala sperma ditempelake ing bundel istirahat, sing bisa kedadeyan sawise tekan situs panyimpenan (SST).
Nalika apusan sperma diwarnai karo oranye acridine, bahan perekat ekstraselular ing sakubenge sel sperma bisa dideleng ing mikroskop fluoresensi.Zat iki ngidini bundelan sperma bisa nempel lan nempel ing permukaan utawa partikel ing saubengé supaya ora hanyut karo aliran ing saubengé.Mangkono, pengamatan kita nuduhake peran adhesi spermatozoa ing wangun bundel seluler.Kemampuan kanggo nglangi nglawan arus lan nempel ing permukaan sing cedhak ngidini sperma tetep luwih suwe ing SST.
Rothschild25 nggunakake kamera hemocytometry kanggo nyinaoni distribusi ngambang semen sapi ing tetes suspensi, njupuk fotomikrograf liwat kamera kanthi sumbu optik vertikal lan horisontal saka mikroskop.Asil kasebut nuduhake manawa spermatozoa ditarik menyang permukaan kamar.Penulis nyaranake manawa ana interaksi hidrodinamik antarane sperma lan permukaan.Njupuk iki menyang akun, bebarengan karo kemampuan saka Sharkashi cah ayu semen kanggo mbentuk tufts caket, iku bisa nambah kamungkinan sing semen bakal manut ing tembok SST lan disimpen kanggo dangu.
Bccetti lan Afzeliu26 nglapurake yen glycocalyx sperma dibutuhake kanggo pangenalan gamet lan aglutinasi.Forman10 mirsani yen hidrolisis ikatan α-glikosidik ing lapisan glikoprotein-glikolipid kanthi nambani semen unggas kanthi neuraminidase nyebabake kesuburan suda tanpa mengaruhi motilitas sperma.Penulis nyaranake yen efek neuraminidase ing glycocalyx ngrusak sequestration sperma ing persimpangan utero-vaginal, saéngga nyuda kesuburan.Pengamatan kasebut ora bisa nglirwakake kemungkinan perawatan neuraminidase bisa nyuda pangenalan sperma lan oosit.Forman lan Engel10 nemokake yen kesuburan suda nalika pitik diinseminasi sacara intravaginal karo semen sing diobati karo neuraminidase.Nanging, IVF karo neuraminidase dianggep sperma ora mengaruhi kesuburan dibandhingake pitik kontrol.Penulis nyimpulake yen owah-owahan ing lapisan glikoprotein-glikolipid ing saubengé membran sperma ngurangi kemampuan sperma kanggo fertilisasi kanthi ngrusak sequestration sperma ing persimpangan utero-vaginal, sing banjur nambah mundhut sperma amarga kacepetan persimpangan utero-vagina, nanging ora mengaruhi pangenalan sperma lan endhog.
Ing turkeys Bakst lan Bauchan 11 ketemu vesikel cilik lan pecahan membran ing lumen saka SST lan diamati sing sawetara granules iki wis nyawiji karo membran sperma.Penulis nyaranake yen hubungan kasebut bisa nyumbang kanggo panyimpenan jangka panjang spermatozoa ing SST.Nanging, peneliti ora nemtokake sumber partikel kasebut, apa sing disekresi dening sel epitel CCT, diprodhuksi lan disekresi dening sistem reproduksi lanang, utawa diprodhuksi dening sperma dhewe.Uga, partikel iki tanggung jawab kanggo aglutinasi.Grützner et al27 nglapurake yen sel epitelium epididimis ngasilake lan ngetokake protein tartamtu sing dibutuhake kanggo pambentukan saluran mani siji-pori.Penulis uga nyatakake yen panyebaran bundel kasebut gumantung marang interaksi protein epididimis.Nixon et al28 nemokake yen adnexa ngetokake protein, osteonektin sing sugih asam sistein;SPARC melu ing pambentukan tufts sperma ing echidnas lan platypuses short-beaked.Panyebaran balok kasebut digandhengake karo mundhut protein iki.
Ing panliten saiki, analisis ultrastruktural nggunakake mikroskop elektron nuduhake manawa spermatozoa ngetutake akeh materi sing padhet.Zat-zat kasebut dianggep tanggung jawab kanggo aglutinasi sing kondensasi ing antarane lan ing saubengé sirah sing adherent, nanging ing konsentrasi sing luwih murah ing wilayah buntut.Kita nganggep yen zat agglutinating iki diekskresi saka sistem reproduksi lanang (epididimis utawa vas deferens) bebarengan karo semen, amarga kita kerep mirsani semen sing misahake saka limfa lan plasma mani nalika ejakulasi.Dilaporake manawa spermatozoa unggas ngliwati epididimis lan vas deferens, dheweke ngalami owah-owahan sing gegandhengan karo pematangan sing ndhukung kemampuan kanggo ngiket protein lan entuk glikoprotein sing ana gandhengane karo lemma plasma.Ketekunan protein kasebut ing membran sperma penduduk ing SST nuduhake yen protein kasebut bisa mengaruhi akuisisi stabilitas membran sperma 30 lan nemtokake kesuburan 31.Ahammad et al32 nglapurake yen spermatozoa sing dipikolehi saka macem-macem bagian sistem reproduksi lanang (saka testis menyang vas deferens distal) nuduhake peningkatan progresif ing viabilitas ing kondisi panyimpenan cairan, tanpa dipikirake suhu panyimpenan, lan daya tahan ing pitik uga mundhak ing tuba fallopi sawise inseminasi buatan.
Jumbai sperma pitik Sharkashi nduweni ciri lan fungsi sing beda karo spesies liyane kayata echidna, platipus, tikus kayu, tikus kidang, lan marmut.Ing pitik sharkasi, pambentukan bundle spermatozoa nyuda kacepetan nglangi dibandhingake karo spermatozoa tunggal.Nanging, bundel iki nambah persentase spermatozoa rheologically positif lan nambah kemampuan spermatozoa kanggo nyetabilake dhewe ing lingkungan dinamis.Mangkono, asil kita ngonfirmasi saran sadurunge yen aglutinasi sperma ing SST digandhengake karo panyimpenan sperma jangka panjang.Kita uga hipotesis manawa kecenderungan sperma kanggo mbentuk tufts bisa ngontrol tingkat mundhut sperma ing SST, sing bisa ngowahi asil kompetisi sperma.Miturut asumsi kasebut, spermatozoa kanthi kapasitas aglutinasi kurang ngeculake SST luwih dhisik, dene spermatozoa kanthi kapasitas aglutinasi dhuwur ngasilake sebagian besar keturunan.Pembentukan bundelan sperma siji-pori migunani lan mengaruhi rasio wong tuwa-anak, nanging nggunakake mekanisme sing beda.Ing echidnas lan platypuses, spermatozoa disusun sejajar kanggo nambah kacepetan maju balok.Bundel echidnas pindhah kira-kira kaping telu luwih cepet tinimbang spermatozoa siji.Dipercaya manawa pembentukan tufts sperma kasebut ing echidnas minangka adaptasi evolusi kanggo njaga dominasi, amarga wanita promiscuous lan biasane kawin karo sawetara lanang.Mulane, spermatozoa saka macem-macem ejakulasi saingan banget kanggo pembuahan endhog.
Spermatozoa aglutinasi saka pitik sharkasi gampang digambarake nggunakake mikroskop kontras fase, sing dianggep nguntungake amarga ngidini gampang sinau prilaku spermatozoa ing vitro.Mekanisme pambentukan tuft sperma ningkatake reproduksi ing pitik sharkasi uga beda karo sing katon ing sawetara mamalia plasenta sing makili prilaku sperma kooperatif kayata tikus kayu, ing ngendi sawetara spermatozoa tekan endhog, mbantu individu liyane sing gegandhengan tekan lan ngrusak endhoge.kanggo mbuktekake dhewe.prilaku altruistik.Pembuahan dhiri 34. Conto liyane saka prilaku kooperatif ing spermatozoa ditemokake ing tikus rusa, ing ngendi spermatozoa bisa ngenali lan gabung karo spermatozoa sing paling gegandhengan karo genetis lan mbentuk klompok kooperatif kanggo nambah kacepetan dibandhingake karo spermatozoa sing ora ana hubungane35.
Asil sing dipikolehi ing panliten iki ora mbantah teori Foman babagan panyimpenan jangka panjang spermatozoa ing SWS.Para panaliti nglaporake manawa sel sperma terus obah ing aliran sel epitelium sing nglapisi SST kanggo wektu sing suwe, lan sawise sawetara wektu, panyimpenan energi sel sperma wis entek, nyebabake nyuda kacepetan, sing ngidini pengusiran zat-zat bobot molekul cilik.energi spermatozoa kanthi aliran cairan saka lumen SST Rongga tuba fallopi.Ing panaliten saiki, kita mirsani yen setengah saka sperma siji nuduhake kemampuan kanggo nglangi nglawan cairan sing mili, lan adhesi ing bundle nambah kemampuan kanggo nuduhake rheologi positif.Salajengipun, data kita konsisten kaliyan Matsuzaki et al.1 sing nglaporake manawa sekresi laktat sing tambah ing SST bisa nyandhet motilitas sperma penduduk.Nanging, asil kita njlèntrèhaké pambentukan ligamen motil sperma lan prilaku rheologis ing ngarsane lingkungan dinamis ing microchannel ing upaya kanggo njlentrehake prilaku ing SST.Panaliten ing mangsa ngarep bisa uga fokus kanggo nemtokake komposisi kimia lan asal saka agen aglutinasi, sing mesthi bakal mbantu peneliti ngembangake cara anyar kanggo nyimpen semen cair lan nambah durasi kesuburan.
Limalas 30 minggu sharkasi lanang tanpa gulu (dominan homozigot; Na Na) dipilih minangka donor sperma ing panliten kasebut.Manuk kasebut dipelihara ing Peternakan Unggas Penelitian Fakultas Pertanian, Universitas Ashit, Kegubernuran Ashit, Mesir.Manuk diselehake ing kandhang individu (30 x 40 x 40 cm), tundhuk program cahya (16 jam cahya lan 8 jam peteng) lan dipakani diet sing ngemot 160 g protein kasar, 2800 kkal energi metabolisable, 35 g kalsium saben.5 gram fosfor kasedhiya saben kilogram diet.
Miturut data 36, ​​37, semen diklumpukake saka wong lanang kanthi pijet weteng.Gunggunge 45 sampel semen diklumpukake saka 15 wong lanang sajrone 3 dina.Semen (n = 15 / dina) langsung diencerke 1: 1 (v: v) karo Belsville Poultry Semen Diluent, sing ngandhut kalium difosfat (1,27 g), monosodium glutamat monohydrate (0,867 g), fruktosa (0,5 d) natrium anhidrat.asetat (0,43 g), tris(hidroksimetil)aminomethane (0,195 g), kalium sitrat monohidrat (0,064 g), kalium monofosfat (0,065 g), magnesium klorida (0,034 g) lan H2O (100 ml), pH = 7, 5, osmolaritas 333 mOsm.Sampel semen sing diencerke pisanan diteliti ing mikroskop cahya kanggo mesthekake kualitas semen sing apik (kelembapan) lan banjur disimpen ing adus banyu ing suhu 37 ° C nganti digunakake ing setengah jam sawise koleksi.
Kinematika lan rheologi spermatozoa diterangake nggunakake sistem piranti mikrofluida.Sampel semen luwih diencerake nganti 1:40 ing Beltsville Avian Semen Diluent, dimuat menyang piranti mikrofluida (ndeleng ngisor), lan paramèter kinetik ditemtokake nggunakake sistem Computerized Semen Analysis (CASA) sing sadurunge dikembangake kanggo karakterisasi mikrofluida.babagan mobilitas spermatozoa ing media cair (Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Assiut, Mesir).Plugin kasebut bisa diundhuh ing: http://www.assiutmicrofluidics.com/research/casa39.Kecepatan kurva (VCL, μm / s), kecepatan linier (VSL, μm / s) lan kecepatan lintasan rata-rata (VAP, μm / s) diukur.Video spermatozoa dijupuk nggunakake mikroskop kontras fase Optika XDS-3 terbalik (kanthi objektif 40x) sing disambungake menyang kamera Tucson ISH1000 ing 30 fps sajrone 3 detik.Gunakake piranti lunak CASA kanggo sinau paling ora telung wilayah lan 500 lintasan sperma saben sampel.Video sing direkam diproses nggunakake CASA krasan.Definisi motilitas ing plug-in CASA adhedhasar kacepetan nglangi sperma dibandhingake karo tingkat aliran, lan ora kalebu paramèter liyane kayata gerakan sisih-kanggo-sisih, amarga iki ditemokake luwih dipercaya ing aliran cairan.Gerakan rheologis diterangake minangka gerakan sel sperma nglawan arah aliran cairan.Spermatozoa kanthi sifat rheologis dibagi kanthi jumlah spermatozoa motil;spermatozoa sing lagi ngaso lan spermatozoa sing obah konvektif ora kalebu saka count.
Kabeh bahan kimia sing digunakake dijupuk saka Elgomhoria Pharmaceuticals (Kairo, Mesir) kajaba dicathet.Piranti kasebut diprodhuksi kaya sing diterangake dening El-sherry et al.40 karo sawetara modifikasi.Bahan sing digunakake kanggo nggawe saluran mikro kalebu piring kaca (Howard Glass, Worcester, MA), SU-8-25 resistensi negatif (MicroChem, Newton, CA), alkohol diacetone (Sigma Aldrich, Steinheim, Jerman), lan polyacetone.-184, Dow Corning, Midland, Michigan).Microchannels digawe nggunakake lithography alus.Kaping pisanan, topeng rai protèktif sing cetha kanthi desain microchannel sing dikarepake dicithak ing printer resolusi dhuwur (Prismatic, Cairo, Mesir lan Seni lan Desain Pasifik, Markham, ON).Master digawe nggunakake piring kaca minangka substrat.Piring kasebut diresiki ing aseton, isopropanol lan banyu deionisasi banjur dilapisi lapisan 20 µm SU8-25 kanthi lapisan spin (3000 rpm, 1 menit).Lapisan SU-8 banjur garing alon-alon (65 ° C, 2 menit lan 95 ° C, 10 menit) lan kena sinar UV suwene 50 detik.Post-exposure panggang ing 65 ° C lan 95 ° C kanggo 1 min lan 4 min kanggo crosslink kapapar SU-8 lapisan, ngiring dening pangembangan ing alkohol diacetone kanggo 6,5 min.Panggang wafel kanthi hard (200 ° C suwene 15 menit) kanggo nguatake lapisan SU-8.
PDMS disiapake kanthi nyampur monomer lan hardener kanthi rasio bobot 10: 1, banjur degassed ing desikator vakum lan diwutahake menyang pigura utama SU-8.PDMS diobati ing oven (120 ° C, 30 menit), banjur saluran kasebut dipotong, dipisahake saka master, lan dilubangi kanggo ngidini tabung dipasang ing inlet lan outlet microchannel.Pungkasan, saluran mikro PDMS dipasang kanthi permanen ing slide mikroskop kanthi nggunakake prosesor korona portabel (Produk Electro-Technic, Chicago, IL) kaya sing diterangake ing papan liya.Saluran mikro sing digunakake ing panliten iki ukurane 200 µm × 20 µm (W × H) lan dawane 3,6 cm.
Aliran cairan sing diakibatake dening tekanan hidrostatik ing jero saluran mikro digayuh kanthi njaga tingkat cairan ing reservoir inlet ing ndhuwur prabédan dhuwur Δh39 ing reservoir stopkontak (Gambar 1).
ngendi f iku koefisien gesekan, ditetepake minangka f = C / Re kanggo aliran laminar ing saluran persegi dowo, ngendi C punika pancet gumantung ing rasio aspek saka saluran, L punika dawa microchannel, Vav punika kacepetan rata-rata nang microchannel ing, Dh punika diameteripun hydraulic saka saluran, g - percepatan gravitasi.Nggunakake persamaan iki, kecepatan saluran rata-rata bisa diitung kanthi nggunakake persamaan ing ngisor iki: