Nature.com сайтына кіргеніңіз үшін рахмет.Сіз пайдаланып жатқан шолғыш нұсқасында шектеулі CSS қолдауы бар.Ең жақсы тәжірибе үшін жаңартылған шолғышты пайдалануды ұсынамыз (немесе Internet Explorer шолғышында үйлесімділік режимін өшіріңіз).Әзірше, үздіксіз қолдауды қамтамасыз ету үшін біз сайтты стильсіз және JavaScriptсіз көрсетеміз.
Құстардың құнарлылығы олардың сперматозоидтарды сақтау түтікшелерінде (SST) ұзақ уақыт бойы жеткілікті өміршең шәуеттерді сақтау қабілетіне байланысты.Сперматозоидтардың SST-ге енуінің, тұруының және шығуының нақты механизмі даулы болып қала береді.Шаркаси тауықтарының сперматозоидтары агглютинацияға жоғары бейімділік танытып, құрамында көптеген жасушалары бар жылжымалы жіп тәрізді шоқтарды құрады.Мөлдір емес жатыр түтігіндегі сперматозоидтардың қозғалғыштығы мен мінез-құлқын байқау қиын болғандықтан, сперматозоидтардың агглютинациясын және қозғалғыштығын зерттеу үшін сперматозоидтарға ұқсас микроканал қимасы бар микрофлюидті құрылғыны қолдандық.Бұл зерттеу шәует байламдарының қалай түзілетінін, олардың қалай қозғалатынын және олардың SST-де сперматозоидтардың резиденциясын ұзартудағы мүмкін рөлін талқылайды.Гидростатикалық қысым арқылы микрофлюидтік арнада сұйықтық ағыны пайда болған кезде сперматозоидтардың жылдамдығы мен реологиялық мінез-құлқын зерттедік (ағын жылдамдығы = 33 мкм/с).Сперматозоидтар ағымға қарсы жүзуге бейім (оң реология) және бір сперматозоидтармен салыстырғанда сперматозоидтар шоғырының жылдамдығы айтарлықтай төмендейді.Сперматозоидтардың спираль түрінде қозғалатыны және жалғыз сперматозоидтар тартылған сайын ұзындығы мен қалыңдығының ұлғаюы байқалды. Сперматозоидтердің сұйықтық ағынының жылдамдығы > 33 мкм/с болатын сыпырылып кетпеуі үшін микрофлюидтік арналардың бүйір қабырғаларына жақындап, жабысып тұрғаны байқалды. Сперматозоидтердің сұйықтық ағынының жылдамдығы > 33 мкм/с болатын сыпырылып кетпеуі үшін микрофлюидтік арналардың бүйір қабырғаларына жақындап, жабысып тұрғаны байқалды. Было замечено, что пучки сперматозоидов приближаются и прилипают к боковым стенкам микрофлюидных каналов, чтобы избежать сметания со скоростью потока жидкости> 33 мкм / с. Сперматозоидтердің сұйықтық ағынының жылдамдығы >33 мкм/с кезінде сыпырып кетпеу үшін микрофлюидтік арналардың бүйір қабырғаларына жақындап, жабысып тұратыны байқалды.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/s 3333 мкм/с 扫过。 Было замечено, что пучки сперматозоидов приближаются и прилипают к боковым стенкам микрожидкостного канала, чтобы избежать сметания потоком жидкости со скоростью > 33 мкм/с. Сперматозоидтар >33 мкм/с жылдамдықпен сұйықтық ағынымен сыпырылып кетпеу үшін микрофлюидтік арнаның бүйір қабырғаларына жақындап, жабысатыны байқалды.Сканерлеу және трансмиссиялық электронды микроскопия сперматозоидтар шоғырларының мол тығыз материалмен қамтамасыз етілгенін көрсетті.Алынған мәліметтер Шаркази тауық сперматозоидтарының бірегей қозғалғыштығын, сондай-ақ сперматозоидтардың агглютинациялану және жылжымалы байламдар түзу қабілетін көрсетеді, бұл сперматозоидтардың СМТ-да ұзақ уақыт сақталуын жақсырақ түсінуге ықпал етеді.
Адамдарда және жануарлардың көпшілігінде ұрықтандыруға қол жеткізу үшін сперматозоидтар мен жұмыртқалар ұрықтандыру орнына қажетті уақытта келуі керек.Сондықтан жұптау овуляцияға дейін немесе уақытында болуы керек.Екінші жағынан, кейбір сүтқоректілер, мысалы, иттер, сондай-ақ жәндіктер, балықтар, бауырымен жорғалаушылар және құстар сияқты сүтқоректілерге жатпайтын түрлер жұмыртқалары ұрықтандыруға дайын болғанға дейін ұзақ уақыт бойы ұрпақты болу органдарында ұрықтарды сақтайды (асинхронды ұрықтандыру 1 ).Құстар 2-10 апта ішінде жұмыртқаны ұрықтандыруға қабілетті сперматозоидтардың өміршеңдігін сақтай алады2.
Бұл құстарды басқа жануарлардан ерекшелендіретін ерекше қасиет, өйткені ол бір мезгілде жұптау мен овуляциясыз бірнеше апта бойы бір ұрықтандырудан кейін ұрықтандырудың жоғары ықтималдығын қамтамасыз етеді.Сперматозоидтарды сақтау түтікшелері (SST) деп аталатын негізгі сперматозоидтарды сақтау органы жатыр-вагинальды қосылыстағы ішкі шырышты қатпарларда орналасқан.Осы уақытқа дейін сперматозоидтардың сперматозоидтар қорына ену, тұру және шығу механизмдері толық түсінілмеген.Бұрынғы зерттеулерге сүйене отырып, көптеген гипотезалар алға тартылды, бірақ олардың ешқайсысы расталмады.
Форман4 сперматозоидтар SST эпителий жасушаларында (реология) орналасқан ақуыздық арналар арқылы сұйықтық ағынының бағытына қарсы үздіксіз тербелмелі қозғалыс арқылы SST қуысында резиденциясын сақтайды деп болжаған.АТФ сперматозоидты SST люменінде ұстау үшін қажет тұрақты жалауша белсенділігіне байланысты таусылады және сперматозоидтар сұйықтық ағыны арқылы сперматозоидтар банкінен шығарылғанша және сперматозоидты ұрықтандыру үшін көтерілетін жатыр түтігінен төмен жаңа саяхат басталғанша қозғалғыштығы ақырында төмендейді.Жұмыртқа (Форман4).Сперматозоидтарды сақтаудың бұл моделі SST эпителий жасушаларында бар 2, 3 және 9 аквапориндерді иммуноцитохимиялық әдіспен анықтау арқылы қолдайды.Бүгінгі таңда тауық тұқымының реологиясы және оның SST сақтаудағы рөлі, қынаптық шәует таңдау және сперматозоидтар бәсекелестігі бойынша зерттеулер жоқ.Тауықтарда сперматозоидтар табиғи жұптасудан кейін қынапқа түседі, бірақ сперматозоидтардың 80% -дан астамы жұптағаннан кейін көп ұзамай қынаптан шығарылады.Бұл қынаптың құстардағы шәуеттерді таңдаудың негізгі орны екенін көрсетеді.Сонымен қатар, қынапта ұрықтандырылған сперматозоидтардың 1% -дан азы SSTs2-мен аяқталатыны туралы хабарланған.Балапандарды қынапта жасанды ұрықтандыруда ұрықтандырудан кейін 24 сағаттан кейін ССТ-ге жететін сперматозоидтар саны артады.Әзірге бұл процесс кезінде сперматозоидтарды таңдау механизмі түсініксіз және сперматозоидтардың қозғалғыштығы SST сперматозоидтарын қабылдауда маңызды рөл атқаруы мүмкін.Жатыр түтіктерінің қабырғалары қалың және мөлдір емес болғандықтан, құстардың жатыр түтіктеріндегі сперматозоидтардың қозғалғыштығын тікелей бақылау қиын.Сондықтан бізде ұрықтанғаннан кейін сперматозоидтардың SST-ге қалай ауысатыны туралы негізгі білім жетіспейді.
Жақында реология сүтқоректілердің жыныс мүшелерінде сперматозоидтардың тасымалдануын бақылайтын маңызды фактор ретінде танылды.Қозғалғыш сперматозоидтардың қарсы ағынмен көшу қабілетіне сүйене отырып, Заферани және басқалары8 алынған шәует үлгілерінен қозғалғыш сперматозоидтарды пассивті оқшаулау үшін corra микрофлюидтік жүйесін пайдаланды.Шәует сұрыптаудың бұл түрі бедеулікті медициналық емдеу және клиникалық зерттеулер үшін өте маңызды және уақыт пен еңбекті қажет ететін және сперматозоидтардың морфологиясы мен құрылымдық тұтастығын бұзуы мүмкін дәстүрлі әдістерге қарағанда артықшылық береді.Дегенмен, бүгінгі күнге дейін тауықтардың жыныс мүшелерінің секрециясының сперматозоидтардың қозғалғыштығына әсері туралы зерттеулер жүргізілген жоқ.
ССТ-да сақталатын сперматозоидтарды сақтайтын механизмге қарамастан, көптеген зерттеушілер резиденттік сперматозоидтар 9, 10, бөдене 2 және күркетауық 11 тауықтардың SST-де агглютинацияланған сперматозоидтар шоғырын түзетінін байқады.Авторлар бұл агглютинация мен сперматозоидтардың ССТ-да ұзақ сақталуы арасында байланыс бар деп болжайды.
Тингари мен Лейк12 тауықтың сперматозоидтарындағы сперматозоидтар арасындағы күшті байланыс туралы хабарлады және құстардың сперматозоидтары сүтқоректілердің сперматозоидтары сияқты агглютинацияланатынына күмәнданды.Олардың пайымдауынша, қан тамырларындағы сперматозоидтар арасындағы терең байланыстар шағын кеңістікте сперматозоидтардың көп болуымен туындаған стресске байланысты болуы мүмкін.
Жаңа ілулі шыны слайдтарда сперматозоидтардың мінез-құлқын бағалау кезінде агглютинацияның өтпелі белгілерін байқауға болады, әсіресе шәует тамшыларының шеттерінде.Алайда агглютинация жиі үздіксіз қозғалысқа байланысты айналу әрекетімен бұзылды, бұл бұл құбылыстың өтпелі сипатын түсіндіреді.Зерттеушілер сонымен қатар еріткіш шәуетке қосылғанда ұзартылған «жіп тәрізді» жасушалық агрегаттар пайда болғанын байқады.
Сперматозоидты имитациялаудың ерте әрекеттері ілулі тамшыдан жұқа сымды алу арқылы жасалды, нәтижесінде шәует тамшысынан ұзартылған сперматозоид тәрізді көпіршік пайда болды.Сперматозоидтер везикуланың ішінде бірден параллельді түрде орналасты, бірақ 3D шектеуіне байланысты бүкіл бірлік тез жоғалып кетті.Сондықтан сперматозоидтардың агглютинациясын зерттеу үшін сперматозоидтардың қозғалғыштығы мен мінез-құлқын тікелей оқшауланған сперматозоидтарды сақтау түтікшелерінде бақылау қажет, оған жету қиын.Сондықтан сперматозоидтарды имитациялайтын құралды жасау керек, бұл сперматозоидтардың қозғалғыштығы мен агглютинациясының мінез-құлқын зерттеуге көмектеседі.Brillard et al13 ересек балапандардың сперматозоидтарын сақтау түтікшелерінің орташа ұзындығы 400–600 мкм құрайды, бірақ кейбір SSTs 2000 мкм дейін болуы мүмкін екенін хабарлады.Меро мен Огасавара14 тұқымдық бездерді үлкейтілген және ұлғаймаған сперматозоидтарды сақтау түтікшелеріне бөлді, олардың екеуінің ұзындығы (~500 мкм) және мойынның ені (~38 мкм) бірдей болды, бірақ түтіктердің орташа люмен диаметрі 56,6 және 56,6 мкм болды.., тиісінше 11,2 мкм.Ағымдағы зерттеуде біз арна өлшемі 200 мкм × 20 мкм (W × H) болатын микрофлюидтік құрылғыны қолдандық, оның көлденең қимасы күшейтілген SST-ге біршама жақын.Сонымен қатар, біз ағып жатқан сұйықтықтағы сперматозоидтардың қозғалғыштығы мен агглютинациясының мінез-құлқын зерттедік, бұл Форманның SST эпителий жасушалары шығаратын сұйықтық сперматозоидты люменде қарсы (реологиялық) бағытта сақтайды деген гипотезасына сәйкес келеді.
Бұл зерттеудің мақсаты фаллопиялық түтіктегі сперматозоидтардың қозғалғыштығын бақылау проблемаларын жеңу және динамикалық ортада сперматозоидтардың реологиясы мен мінез-құлқын зерттеудегі қиындықтарды болдырмау болды.Тауықтың жыныс мүшелеріндегі сперматозоидтардың қозғалғыштығын имитациялау үшін гидростатикалық қысым жасайтын микрофлюидтік құрылғы пайдаланылды.
Сұйылтылған сперматозоид үлгісінің бір тамшысы (1:40) микроарна құрылғысына жүктелгенде сперматозоидтар қозғалғыштығының екі түрін анықтауға болады (оқшауланған сперматозоидтар және байланыстырылған сперматозоидтар).Сонымен қатар, сперматозоидтар ағысқа қарсы жүзуге бейім болды (оң реология; бейне 1, 2). Шәует байламдарының жылдамдығы жалғыз сперматозоидтарға қарағанда төмен болғанымен (p <0,001), олар оң реотаксис көрсететін сперматозоидтардың пайызын арттырды (p <0,001; 2-кесте). Шәует байламдарының жылдамдығы жалғыз сперматозоидтарға қарағанда төмен болғанымен (p <0,001), олар оң реотаксис көрсететін сперматозоидтардың пайызын арттырды (p <0,001; 2-кесте). Хотя пучки сперматозоидов имели более низкую скорость, чем у одиночных сперматозоидов (p < 0,001), они увеличивали процент сперматозоидов, демонстрирующих положительный реотаксис (p < 0,001; таблица). Сперматозоидтер шоғырларының жылдамдығы жалғыз сперматозоидтарға қарағанда төмен болғанымен (p <0,001), олар оң реотаксис көрсететін сперматозоидтардың пайызын арттырды (p <0,001; 2-кесте).尽管精子束的速度低于孤独精子的速度（p < 0,001），但它们增加了显示速加了显示速店分比（p <0,001；表2）。尽管 精子束 的 速度 低于 孤独 的 速度 （p <0,001） ， 但 增加 了 显示 阀显示分比 （p <0,001 ； 2。。。。。。））））） Хотя скорость пучков сперматозоидов была ниже, чем у одиночных сперматозоидов (p < 0,001), они увеличивали процент сперматозоидов с положительной реологией (p < 0,001; таблица 2). Шәует шоғырларының жылдамдығы жалғыз сперматозоидтарға қарағанда төмен болғанымен (p<0,001), олар оң реологиясы бар сперматозоидтардың пайызын арттырды (p<0,001; 2-кесте).Бір сперматозоидтар мен шоқтар үшін оң реология сәйкесінше шамамен 53% және 85% деп бағаланады.
Шаркас тауықтарының сперматозоидтары эякуляциядан кейін бірден ондаған даралардан тұратын сызықты шоқтарды түзетіні байқалды.Бұл шоқтар уақыт өте келе ұзындығы мен қалыңдығы артады және тарағанға дейін бірнеше сағат бойы in vitro күйінде қалуы мүмкін (бейне 3).Бұл жіп тәрізді шоғырлар эпидидимистің соңында пайда болатын эхидна сперматозоидтарына ұқсайды.Шаркаши тауық ұрығы жиналғаннан кейін бір минуттан аз уақыт ішінде агглютинацияға және торлы шоқ түзуге бейімділігі жоғары екендігі анықталды.Бұл сәулелер динамикалық және кез келген жақын қабырғаларға немесе статикалық заттарға жабысып қалуға қабілетті.Шәует шоғырлары сперматозоидтардың жылдамдығын төмендетсе де, макроскопиялық тұрғыдан олардың сызықтылығын арттыратыны анық.Бумалардың ұзындығы шоғырларда жиналған сперматозоидтардың санына байланысты өзгереді.Буманың екі бөлігі оқшауланған: бастапқы бөлігі, соның ішінде агглютинацияланған сперматозоидтың бос басы және соңғы бөлігі, құйрығы мен сперматозоидтың бүкіл дистальды ұшы.Жоғары жылдамдықты камераны (950 кадр/с) пайдалана отырып, шоғырдың бастапқы бөлігінде олардың тербелмелі қозғалысына байланысты байламның қозғалысына жауапты, қалғандарын бұрандалы қозғалыспен байламға сүйреп апаратын агглютинленген сперматозоидтардың бос бастары байқалды (Бейне 4).Дегенмен, ұзын шоқтарда кейбір бос сперматозоидтардың денеге жабысатыны және шоқтың соңғы бөлігі шоқты жылжытуға көмектесетін қалақтардың рөлін атқаратыны байқалды.
Сұйықтықтың баяу ағыны кезінде сперматозоидтар шоғырлары бір-біріне параллель қозғалады, бірақ олар ағын жылдамдығы артқан сайын ағынмен шайылып кетпес үшін олар бір-біріне жабысып, қозғалмайтын барлық нәрсеге жабыса бастайды.Бір уыс сперматозоидтар бір-біріне жақындаған кезде шоғырлар пайда болады, олар синхронды түрде қозғала бастайды және бір-біріне айнала бастайды, содан кейін жабысқақ затқа жабысады.1 және 2-суреттер сперматозоидтардың бір-біріне қалай жақындайтынын көрсетеді, құйрықтар бір-біріне оралған кезде түйіспе жасайды.
Зерттеушілер сперматозоидтардың реологиясын зерттеу үшін микроарнада сұйықтық ағынын жасау үшін гидростатикалық қысымды қолданды.Өлшемі 200 мкм × 20 мкм (В × Ж) және ұзындығы 3,6 мкм микроарна пайдаланылды.Ұштарында шприцтер орнатылған контейнерлер арасында микроарналарды пайдаланыңыз.Арналарды көрнекі ету үшін тағамдық бояу қолданылды.
Қабырғаға қосылатын кабельдер мен керек-жарақтарды байлаңыз.Бейне фазалық контрастты микроскоппен түсірілді.Әрбір кескінмен бірге фазалық контрастты микроскопия және картографиялық кескіндер ұсынылады.(A) Екі ағын арасындағы байланыс бұрандалы қозғалысқа байланысты ағынға қарсы тұрады (қызыл көрсеткі).(B) Түтік шоғыры мен арна қабырғасының арасындағы байланыс (қызыл көрсеткілер), сонымен бірге олар басқа екі байламға (сары көрсеткілер) қосылады.(C) Микрофлюидтік арнадағы сперматозоидтар шоғырлары бір-бірімен қосыла бастайды (қызыл жебелер), сперматозоидтар шоғырларының торын құрайды.D) Сперматозоидтер шоғырларының торының түзілуі.
Сұйылтылған сперматозоидтардың бір тамшысы микрофлюидтік құрылғыға жүктеліп, ағын пайда болған кезде сперматозоидтар ағынының бағытына қарсы қозғалатыны байқалды.Бумалар микроарналардың қабырғаларына тығыз орналасады, ал бумалардың бастапқы бөлігіндегі бос бастар оларға тығыз орналасады (5-бейне).Олар сондай-ақ ағынның ағып кетуіне қарсы тұру үшін жолындағы кез келген қозғалмайтын бөлшектерге, мысалы, қоқыстарға жабысады.Уақыт өте келе бұл шоқтар басқа бір сперматозоидтар мен қысқа шоқтарды ұстайтын ұзын жіптерге айналады (Бейне 6).Ағын баяулай бастағанда, сперматозоидтардың ұзын сызықтары сперматозоидтар желісін құра бастайды (7-бейне; 2-сурет).
Ағынның жоғары жылдамдығы кезінде (V > 33 мкм/с) жіптердің спиральдық қозғалысы ағынның жылжымалы күшіне жақсы қарсы тұру үшін көптеген жеке сперматозоидтар түзетін шоғырларды ұстау әрекеті ретінде артады. Ағынның жоғары жылдамдығы кезінде (V > 33 мкм/с) жіптердің спиральдық қозғалысы ағынның жылжымалы күшіне жақсы қарсы тұру үшін көптеген жеке сперматозоидтар түзетін шоғырларды ұстау әрекеті ретінде артады. При высокой скорости потока (V > 33 мкм/с) спиралевидные движения нитей усиливаются, поскольку они пытаются поймать множество отдельных сперматозоидов, образующих пучки, которые лучше противостоят дрейфуюю. Ағынның жоғары жылдамдықтарында (V > 33 мкм/с) жіптердің бұрандалы қозғалысы ағынның жылжымалы күшіне жақсы қарсы тұруға қабілетті көптеген жеке сперматозоидтарды құрайтын шоғырларды ұстауға тырысқанда артады.在高流速(V > 33 мкм/с) 时，螺纹的螺旋运动增加，以试图捕捉许多形成束许多形成束多形束的仌囍的在地抵抗流动的漂移力。在 高 流速 (v> 33 µm/s) 时 ， 的 螺旋 运动 增加 ， 以 试图 许多 形成 束 多 形成 束 单更 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 пучки, чтобы лучше сопротивляться силам дрейфа поток. Ағынның жоғары жылдамдықтарында (V > 33 мкм/с) жіптердің бұрандалы қозғалысы ағынның дрейф күштеріне жақсы қарсы тұру үшін шоқтарды құрайтын көптеген жеке сперматозоидтарды ұстау әрекеті арқылы артады.Олар сонымен қатар бүйірлік қабырғаларға микроарналарды бекітуге тырысты.
Сперматозоидтардың шоғырлары жарық микроскопиясының (LM) көмегімен сперматозоидтардың бастары мен бұралған құйрықтарының шоғырлары ретінде анықталды.Әртүрлі жиынтықтары бар сперматозоидтар шоғырлары бұралған бастар мен жалаушалар жиынтықтары, бірнеше біріктірілген сперматозоидтар құйрықтары, құйрықпен бекітілген сперматозоидтардың бастары және бірнеше біріктірілген ядролар ретінде майысқан ядролары бар шәует бастары анықталды.трансмиссиялық электронды микроскоп (TEM).Сканерлеуші ​​электронды микроскопия (SEM) сперматозоидтар шоғырлары шәует бастарының қапталған агрегаттары екенін және сперматозоидтар жиынтықтары оралған құйрықтардың бекітілген желісін көрсетті.
Сперматозоидтардың морфологиясы мен ультрақұрылымы, сперматозоидтар шоғырының түзілуі жарық микроскопиясы (жартылай кесінді), сканерлеуші ​​электрондық микроскопия (SEM) және трансмиссиялық электронды микроскопия (ТМ) көмегімен зерттелді, сперматозоидтар жағындылары акридин-апельсинмен боялып, эпифлуоресцентті микроскопияның көмегімен зерттелді.
Шәует жағындысының акридинді сарғышпен бояуы (3Б-сурет) сперматозоидтардың бастары бір-біріне жабысып, секреторлық материалмен жабылғанын көрсетті, бұл үлкен шоқтардың пайда болуына әкелді (3D-сурет).Сперматозоидтер шоғырлары бекітілген құйрық торы бар сперматозоидтардан тұрды (4А-С-сурет).Сперматозоидтар бір-біріне жабысқан көптеген сперматозоидтардың құйрықтарынан тұрады (4D-сурет).Құпиялар (4Е,Ф-сурет) сперматозоидтар шоғырларының бастарын жабады.
Сперматозоидтар шоғырының түзілуі Фазалық контрастты микроскопияны және акридин қызғылт сары түске боялған сперматозоидты жағындыларды қолдану сперматозоидтардың бастарының бір-біріне жабысатынын көрсетті.(A) Шәует шоғырының ерте қалыптасуы сперматозоидтан (ақ шеңбер) және үш сперматозоидтан (сары шеңбер) басталады, спираль құйрықтан басталып, басында аяқталады.(B) Жабысқан шәует бастарын (көрсеткілер) көрсететін акридин қызғылт сары түспен боялған сперматозоидты жағындының фотомикросуреті.Ағызу бас(тарды) жабады.Үлкейту × 1000. (C) Микрофлюидтік арнада ағынмен тасымалданатын үлкен сәуленің дамуы (жоғары жылдамдықты камераны 950 кадр/с).(D) Үлкен шоқтарды (көрсеткілерді) көрсететін акридин қызғылт сары түспен боялған сперматозоидты жағындының микросуреті.Үлкейту: ×200.
Акридин қызғылт сары түске боялған сперматозоидтар шоғырының және сперматозоидты жағындының сканерлеуші ​​электронды микросуреті.(A, B, D, E) сперматозоидтардың сандық түсті сканерлеуші ​​электронды микросуреттері, ал C және F - құйрық торын орап жатқан бірнеше сперматозоидтардың бекітілуін көрсететін акридинді қызғылт сары боялған сперматозоидтар жағындыларының микросуреттері.(AC) Шәует агрегаттары бекітілген құйрықтар (көрсеткілер) желісі ретінде көрсетілген.(D) Бірнеше сперматозоидтардың (жабысқақ заты бар, қызғылт контуры, көрсеткі) құйрығына оралуы.(E және F) Жабысқақ материалмен жабылған сперматозоидтардың басының агрегаттары (көрсеткіштер).Сперматозоидтар бірнеше құйынды құрылымдары бар шоқтарды түзді (F).(C) ×400 және (F) ×200 үлкейту.
Трансмиссиялық электронды микроскопияны пайдалана отырып, біз сперматозоидтар шоғырларының құйрықтары (6А, С-сурет), бастары құйрықтарға бекітілген (сурет 6В) немесе құйрықтарға бекітілген бастар (6D-сурет) бар екенін анықтадық.Бумадағы сперматозоидтардың бастары иілген, бөлімде екі ядролық аймақты көрсетеді (6D-сурет).Кесілген шоғырда сперматозоидтардың екі ядролық аймағы және көптеген жалауша аймақтары бар бұралған басы болды (5А-сурет).
Сперматозоидтер шоғырындағы байланыстырушы құйрықтарды және шәует бастарын байланыстыратын агглютинациялық материалды көрсететін сандық түсті электронды микрограф.А) Көп мөлшердегі сперматозоидтардың бекінген құйрығы.Портрет (көрсеткі) және пейзаждық (көрсеткі) проекцияларында құйрықтың қалай көрінетініне назар аударыңыз.B) Шәует басы (жебе) құйрықпен (жебе) жалғасады.(C) Бірнеше сперматозоидтардың құйрықтары (көрсеткілер) бекітіледі.(D) Агглютинация материалы (АС, көк) төрт шәует басын біріктіреді (күлгін).
Сканерлеуші ​​электронды микроскопия секрециялармен немесе мембраналармен жабылған сперматозоидтар шоғырларындағы сперматозоидтардың бастарын анықтау үшін пайдаланылды (сурет 6В), бұл сперматозоидтардың жасушадан тыс материалмен бекітілгенін көрсетеді.Агглютинацияланған материал сперматозоидтың басында шоғырланған (медузаның басына ұқсас жинақ; 5В-сурет) және дистальды түрде кеңейіп, акридинді қызғылт сары түспен боялған кезде флуоресцентті микроскопияда жарқыраған сары түсті көрініс берді (6С-сурет).Бұл зат сканерлеуші ​​микроскопта анық көрінеді және байланыстырушы болып саналады.Жартылай жіңішке кесінділер (5С-сурет) және акридин апельсинмен боялған сперматозоидтар тығыз оралған бастары мен бұралған құйрықтары бар сперматозоидтар шоғырларын көрсетті (5D-сурет).
Әртүрлі әдістерді қолдана отырып, сперматозоидтардың бастары мен бүктелген құйрықтарының агрегациясын көрсететін әртүрлі фотомикросуреттер.(A) Екі бөліктен тұратын ядросы (көк) және бірнеше жалауша бөліктері (жасыл) бар ширатылған шәует басын көрсететін сперматозоидтар шоғырының көлденең қимасының сандық түсті трансмиссиялық электронды микрографиясы.(B) Медузаға ұқсас сперматозоидтардың бастары (көрсеткілер) жабылған сияқты кластерді көрсететін сандық түсті сканерлеуші ​​электронды микрограф.(C) Біріктірілген сперматозоидтардың бастары (көрсеткілер) және бұралған құйрықтар (көрсеткілер) көрсетілген жартылай жұқа кесінді.(D) Шәует бастарының (көрсеткілер) және бұралған жабысқан құйрықтардың (көрсеткілер) агрегаттарын көрсететін акридин қызғылт сары түспен боялған сперматозоидты жағындының микросуреті.Жабысқақ зат (S) сперматозоидтың басын жабатынын ескеріңіз.(D) × 1000 үлкейту.
Трансмиссиялық электронды микроскопияны (7А-сурет) пайдалана отырып, сондай-ақ сперматозоидтардың бастарының бұралғандығы және ядролардың спираль пішіні бар екендігі атап өтілді, бұл акридинді қызғылт сары түске боялған және флуоресцентті микроскопия көмегімен зерттелген сперматозоидтық жағындылармен расталады (сурет 7В).
(A) Сандық түсті трансмиссиялық электронды микросурет және (B) сперматозоидтардың бастары мен құйрықтары (көрсеткілер) оралған бастары мен бекітілуін көрсететін акридин қызғылт сары боялған сперматозоидты жағынды.(B) × 1000 үлкейту.
Бір қызығы, Шарказидің сперматозоидтары жылжымалы жіп тәрізді шоқтарды түзеді.Бұл байламдардың қасиеттері олардың сперматозоидтарды сіңіру және ССТ-да сақтаудағы мүмкін болатын рөлін түсінуге мүмкіндік береді.
Жұптасудан кейін сперматозоид қынапқа еніп, қарқынды іріктеу процесінен өтеді, нәтижесінде SST15,16-ға сперматозоидтардың шектеулі саны ғана түседі.Бүгінгі күні сперматозоидтардың SST-ге ену және шығу механизмдері анық емес.Құстарда сперматозоидтар түріне қарай 2-ден 10 аптаға дейін ұзақ уақыт бойы ССТ-да сақталады6.ССТ-да сақтау кезінде шәуеттің күйі туралы даулар әлі де бар.Олар қозғалыста ма, әлде тыныштықта ма?Басқаша айтқанда, сперматозоидтар қалай ұзақ уақыт бойы ССТ-да өз орнын сақтайды?
Форман4 SST резиденциясы мен шығарылуы сперматозоидтардың қозғалғыштығы тұрғысынан түсіндіруге болатынын ұсынды.Авторлар сперматозоидтар SST эпителийі тудырған сұйықтық ағынына қарсы жүзу арқылы өз орнын сақтайды және сперматозоидтар энергияның жетіспеушілігінен олардың жылдамдығы артқа қарай қозғала бастайтын нүктеден төмен түскен кезде SST-ден шығарылады деп болжайды.Zaniboni5 SST эпителий жасушаларының апикальды бөлігінде 2, 3 және 9 аквапориндердің болуын растады, бұл Форманның шәует сақтау үлгісін жанама түрде қолдауы мүмкін.Ағымдағы зерттеуде біз Шаркаши сперматозоидтарының жартысына жуығы ағып жатқан сұйықтықта оң реологияны көрсететінін және агглютинацияланған сперматозоидтардың оң реологияны көрсететін сперматозоидтардың санын көбейтетінін анықтадық, бірақ агглютинация оларды баяулатады.Шәует жасушаларының құстың жатыр түтігі арқылы ұрықтандыру орнына қалай баратыны толық түсінілмеген.Сүтқоректілерде фолликулярлық сұйықтық сперматозоидтарды тартады.Дегенмен, химиатраканттар сперматозоидтарды ұзақ қашықтыққа жақындауға бағыттайды7.Сондықтан сперматозоидтарды тасымалдауға басқа механизмдер жауап береді.Сперматозоидтердің жұптастырудан кейін босатылған жатыр түтігі сұйықтығына бағдарлану және ағу қабілеті тышқандардағы сперматозоидтарды нысанаға алудың негізгі факторы болып табылады.Паркер 17 сперматозоидтар құстар мен бауырымен жорғалаушылардың цилиарлы ағынға қарсы жүзу арқылы жұмыртқа жолдарын кесіп өтуді ұсынды.Құстарда эксперименттік түрде көрсетілмегенімен, Адольфи18 бірінші болып сүзгі қағаз жолағы арқылы қабықша мен сырғыма арасындағы сұйықтықтың жұқа қабаты жасалғанда құс сперматозоидтары оң нәтиже беретінін анықтады.Реология.Хино мен Янагимачи [19] тінтуірдің аналық без-түтік-жатыр кешенін перфузиялық сақинаға орналастырды және фаллопиялық түтіктердегі сұйықтық ағынын визуализациялау үшін 1 мкл сия енгізді.Олар фаллопиялық түтікте жиырылу мен босаңсудың өте белсенді қозғалысын байқады, онда барлық сия шарлары жатыр түтігінің ампуласына қарай тұрақты қозғалады.Авторлар сперматозоидты көтеру және ұрықтандыру үшін төменгі жақтан жоғарғы фаллопиялық түтіктерге түтік сұйықтық ағынының маңыздылығын атап көрсетеді.Brillard20 тауықтар мен күркетауықтарда сперматозоидтар сақталатын қынаптың кіреберісінен олар сақталатын жатыр-қынаптық түйіспеге дейін белсенді қозғалыс арқылы қоныс аударатынын хабарлады.Дегенмен, бұл қозғалыс жатыр-вагинальды қосылыс пен инфундибулум арасында қажет емес, өйткені сперматозоидтар пассивті орын ауыстыру арқылы тасымалданады.Осы алдыңғы ұсыныстарды және ағымдағы зерттеуде алынған нәтижелерді біле отырып, сперматозоидтардың жоғары ағынға (реологиялық) қозғалу қабілеті селекция процесі негізделген қасиеттердің бірі болып табылады деп болжауға болады.Бұл сперматозоидтардың қынап арқылы өтуін және олардың сақтау үшін ККТ-ге енуін анықтайды.Форман4 ұсынғандай, бұл белгілі бір уақыт ішінде сперматозоидтардың SST-ге және оның мекендеу ортасына ену процесін жеңілдетуі мүмкін, содан кейін олардың жылдамдығы баяулай бастағанда шығуы мүмкін.
Екінші жағынан, Мацузаки мен Сасанами 21 құстардың сперматозоидтары ерлер мен әйелдердің ұрпақты болу жолдарында тыныштықтан қозғалғыштыққа дейін қозғалғыштық өзгерістеріне ұшырайды деп ұсынды.ССТ-да резиденттік сперматозоидтардың қозғалғыштығын тежеу ​​сперматозоидтардың ұзақ сақталуын, содан кейін ССТ-дан шыққаннан кейін жасаруын түсіндіру үшін ұсынылды.Гипоксидті жағдайларда Мацузаки және т.б.1 резиденттік сперматозоидтардың қозғалғыштығын тежеуге әкелуі мүмкін SST-де лактаттың жоғары өндірілуі мен бөлінуі туралы хабарлады.Бұл жағдайда сперматозоидтардың реологиясының маңыздылығы оларды сақтауда емес, сперматозоидтарды іріктеу мен сіңіруден көрінеді.
Сперматозоидтардың агглютинациясының үлгісі сперматозоидтардың ССТ-да ұзақ сақтау мерзімінің ақылға қонымды түсіндірмесі болып саналады, өйткені бұл құстарда сперматозоидтардың сақталуының кең таралған үлгісі2,22,23.Бакст және т.б.2 сперматозоидтардың көпшілігі бір-біріне жабысып, фасцикулярлық агрегаттар түзетінін, ал жалғыз сперматозоидтар бөдене ККМ-де сирек кездесетінін байқады.Екінші жағынан, Wen et al.24 тауықтардың SST люменінде шашыраңқы сперматозоидтар және аз сперматозоидтар шоғырлары байқалды.Осы бақылауларға сүйене отырып, сперматозоидтардың агглютинацияға бейімділігі құстар арасында және бір эякуляциядағы сперматозоидтар арасында ерекшеленеді деп болжауға болады.Сонымен қатар, Ван Крей және т.б.9 агглютинленген сперматозоидтардың кездейсоқ диссоциациясы сперматозоидтардың фаллопиялық түтіктің люменіне біртіндеп енуіне жауап береді деп ұсынды.Бұл гипотезаға сәйкес, ең алдымен агглютинация қабілеті төмен сперматозоидтар ССТ-дан шығарылуы керек.Бұл тұрғыда сперматозоидтардың агглютинациялану қабілеті лас құстардағы сперматозоидтар бәсекесінің нәтижесіне әсер ететін фактор болуы мүмкін.Сонымен қатар, агглютинленген сперматозоидтар неғұрлым ұзақ диссоциацияланса, соғұрлым ұзақ уақыт құнарлылық сақталады.
Сперматозоидтардың агрегациясы және шоғырларға агрегациялануы бірнеше зерттеулерде2,22,24 байқалғанымен, олар SST ішінде кинематикалық бақылаудың күрделілігіне байланысты егжей-тегжейлі сипатталған жоқ.Сперматозоидтардың агглютинациясын in vitro зерттеуге бірнеше әрекет жасалды.Салбырап тұрған тұқым тамшысынан жіңішке сымды алып тастағанда кең, бірақ өтпелі агрегация байқалды.Бұл тұқымдық безге еліктейтін тамшыдан ұзартылған көпіршіктің шығуына әкеледі.3D шектеулеріне және тамшылатып кептіру уақытының қысқа болуына байланысты бүкіл блок тез арада жарамсыз болып қалды9.Ағымдағы зерттеуде Шаркаши тауықтары мен микрофлюидтік чиптерді пайдалана отырып, біз бұл шоқтардың қалай пайда болатынын және олардың қалай қозғалатынын сипаттай алдық.Сперматозоидтар шәует жинағаннан кейін бірден пайда болды және ағында болған кезде оң реологияны көрсететін спираль түрінде қозғалғаны анықталды.Сонымен қатар, макроскопиялық түрде қараған кезде, сперматозоидтар оқшауланған сперматозоидтармен салыстырғанда қозғалғыштығының сызықтылығын арттыратыны байқалды.Бұл сперматозоидтардың агглютинациясының SST енуіне дейін болуы мүмкін екенін және сперматозоидтардың өндірісі бұрын ұсынылғандай стресске байланысты шағын аймақпен шектелмейтінін көрсетеді (Тингари және Лейк12).Шәует түзілу кезінде сперматозоидтар түйісу пайда болғанша синхронды жүзеді, содан кейін олардың құйрықтары бір-біріне оралып, сперматозоидтың басы бос қалады, бірақ сперматозоидтың құйрығы мен дистальды бөлігі жабысқақ затпен жабысады.Сондықтан байламның бос басы қозғалысқа жауапты, қалған байламдарды сүйреп апарады.Шәует байламдарының сканерленген электронды микроскопиясы көптеген жабысқақ материалмен жабылған сперматозоидтардың бастарын көрсетті, бұл сперматозоидтардың бастары сақтау орнына (SST) жеткеннен кейін пайда болуы мүмкін тыныштық байламдарға бекітілгенін көрсетеді.
Шәует жағындысы акридин қызғылт сары түске боялған кезде, флуоресцентті микроскопта ұрық жасушаларының айналасындағы жасушадан тыс жабысқақ материалды көруге болады.Бұл зат сперматозоидтардың айналасындағы беттерге немесе бөлшектерге жабысып, оларға жабысып қалуына мүмкіндік береді, осылайша олар айналадағы ағынмен жылжып кетпейді.Осылайша, біздің бақылауларымыз жылжымалы байламдар түріндегі сперматозоидтардың адгезиясының рөлін көрсетеді.Олардың ағысқа қарсы жүзу және жақын жердегі беттерге жабысу қабілеті сперматозоидтардың ССТ-да ұзақ тұруына мүмкіндік береді.
Rothschild25 микроскоптың тік және көлденең оптикалық осі бар камера арқылы фотомикросуреттер түсіріп, суспензия тамшысында ірі қара тұқымының қалқымалы таралуын зерттеу үшін гемоцитометриялық камераны пайдаланды.Нәтижелер сперматозоидтардың камераның бетіне тартылғанын көрсетті.Авторлар сперматозоид пен беттің арасында гидродинамикалық әрекеттесу болуы мүмкін деп болжайды.Осыны ескере отырып, Шаркаши балапан шәуетінің жабысқақ шоқтар түзу қабілетімен қатар, ұрықтың ССТ қабырғасына жабысып, ұзақ уақыт сақталуы ықтималдығын арттыруы мүмкін.
Bccetti және Afzeliu26 сперматозоидты гликокаликс гаметаларды тану және агглютинация үшін қажет деп хабарлады.Форман10 құс ұрығын нейраминидазамен өңдеу арқылы гликопротеин-гликолипидті жабындардағы α-гликозидті байланыстардың гидролизі сперматозоидтардың қозғалғыштығына әсер етпей, құнарлылықтың төмендеуіне әкелетінін байқады.Авторлар нейраминидазаның гликокаликске әсері жатыр-қынаптық қосылыстағы сперматозоидтардың секвестрленуін нашарлатады, осылайша құнарлылықты төмендетеді деп болжайды.Олардың бақылаулары нейраминидазамен емдеу сперматозоидтар мен ооциттердің танылуын төмендетуі мүмкін екенін елемеуге болмайды.Форман мен Энгель10 тауықтарды нейраминидазамен өңделген шәуетпен интравагиналды түрде ұрықтандыру кезінде құнарлылық төмендейтінін анықтады.Дегенмен, нейраминидазамен өңделген сперматозоидпен ЭКҰ бақылау тауықтарымен салыстырғанда құнарлылыққа әсер еткен жоқ.Авторлар сперматозоидтар қабықшасының айналасындағы гликопротеин-гликолипидті жабынның өзгеруі жатыр-қынаптық қосылыстағы сперматозоидтардың секвестрленуін нашарлатып, сперматозоидтардың ұрықтандыру қабілетін төмендетеді, бұл өз кезегінде жатыр-қынаптық қосылыс жылдамдығына байланысты сперматозоидтардың жоғалуын арттырды, бірақ сперматозоидтар мен жұмыртқаның қайта бөлінуіне әсер етпейді деген қорытындыға келді.
Бакст пен Баучан 11 күркетауықтарында ССТ люменінде шағын көпіршіктер мен мембраналық фрагменттерді тауып, осы түйіршіктердің кейбірінің сперматозоидты мембранамен біріктірілгенін байқады.Авторлар бұл қатынастар сперматозоидтардың SST-де ұзақ сақталуына ықпал етуі мүмкін деп болжайды.Дегенмен, зерттеушілер бұл бөлшектердің көзін нақтыламады, олар CCT эпителий жасушалары арқылы шығарылады ма, ерлердің ұрпақты болу жүйесі шығаратын және шығаратыны немесе сперматозоидтың өзі шығарған.Сондай-ақ, бұл бөлшектер агглютинацияға жауапты.Grützner және басқалары27 эпидидимальды эпителий жасушалары бір кеуекті тұқымдық жолдарды қалыптастыру үшін қажетті белгілі бір ақуызды өндіретінін және бөлетінін хабарлады.Авторлар сонымен қатар бұл шоғырлардың дисперсиясы эпидидимальды ақуыздардың өзара әрекеттесуіне байланысты екенін хабарлайды.Никсон және басқалары28 аднекс ақуызды, қышқылды цистеинге бай остеонектинді бөлетінін анықтады;SPARC қысқа тұмсықты эхидналар мен платипустарда сперматозоидтар шоғырларының түзілуіне қатысады.Бұл сәулелердің шашырауы осы ақуыздың жоғалуымен байланысты.
Ағымдағы зерттеуде электронды микроскопияның көмегімен ультрақұрылымдық талдау сперматозоидтардың тығыз материалдың үлкен мөлшеріне жабысқанын көрсетті.Бұл заттар жабысқан бастардың арасында және айналасында конденсацияланатын, бірақ құйрық аймағында төмен концентрацияларда агглютинацияға жауапты деп саналады.Бұл агглютинациялаушы зат ұрықпен бірге ерлердің ұрпақты болу жүйесінен (эпидидимис немесе vas deferens) шығарылады деп болжаймыз, өйткені эякуляция кезінде шәуеттің лимфа мен тұқымдық плазмадан бөлінетінін жиі байқаймыз.Құстардың сперматозоидтары эпидидимис пен қан тамырлары арқылы өткенде, олардың белоктарды байланыстыру және плазма леммасымен байланысты гликопротеиндерді алу қабілетін қолдайтын жетілуге ​​байланысты өзгерістерге ұшырайтыны хабарланды.Бұл белоктардың SST-дегі резиденттік сперматозоидтық мембраналардағы тұрақтылығы бұл ақуыздар сперматозоидтар мембранасының тұрақтылығын 30 алуға әсер етуі және олардың құнарлылығын 31 анықтауы мүмкін екенін көрсетеді.Ahammad et al32 ерлердің ұрпақты болу жүйесінің әртүрлі бөліктерінен алынған сперматозоидтар (аталық бездерден дистальды қан тамырларына дейін) сақтау температурасына қарамастан, сұйық сақтау жағдайында өміршеңдігінің прогрессивті жоғарылауын көрсеткенін және жасанды ұрықтандырудан кейін тауықтардың өміршеңдігі жатыр түтіктерінде де жоғарылайтынын хабарлады.
Шаркаши тауық сперматозоидтары эхидналар, платипустар, ағаш тышқандары, бұғы егеуқұйрықтары және теңіз шошқалары сияқты басқа түрлерге қарағанда әртүрлі сипаттамаларға және функцияларға ие.Шаркас тауықтарында сперматозоидтар шоғырының түзілуі бір сперматозоидтармен салыстырғанда олардың жүзу жылдамдығын төмендетті.Дегенмен, бұл шоғырлар реологиялық оң сперматозоидтардың пайызын арттырды және сперматозоидтардың динамикалық ортада өзін тұрақтандыру қабілетін жоғарылатты.Осылайша, біздің нәтижелеріміз SST-дегі сперматозоидтардың агглютинациясы сперматозоидты ұзақ сақтаумен байланысты деген алдыңғы ұсынысты растайды.Біз сондай-ақ сперматозоидтардың шоқтарды қалыптастыруға бейімділігі SST-дегі сперматозоидтардың жоғалу жылдамдығын бақылауы мүмкін, бұл сперматозоидтар бәсекесінің нәтижесін өзгертуі мүмкін деп болжаймыз.Бұл болжамға сәйкес, агглютинация қабілеті төмен сперматозоидтар алдымен ССТ шығарады, ал агглютинация қабілеті жоғары сперматозоидтар ұрпақтың көп бөлігін береді.Бір кеуекті сперматозоидтар шоғырларының қалыптасуы пайдалы және ата-ана мен бала қатынасына әсер етеді, бірақ басқа механизмді пайдаланады.Эхидналар мен платипустарда сперматозоидтар сәуленің алға жылдамдығын арттыру үшін бір-біріне параллель орналасады.Эхидналардың шоғырлары бір сперматозоидтарға қарағанда шамамен үш есе жылдам қозғалады.Эхидналарда мұндай сперматозоидтардың пайда болуы үстемдікті сақтау үшін эволюциялық бейімделу болып табылады деп саналады, өйткені аналықтар азғын және әдетте бірнеше аталықпен жұптасады.Сондықтан әртүрлі эякуляциялардан шыққан сперматозоидтар жұмыртқаны ұрықтандыру үшін қатты бәсекелеседі.
Шаркас тауықтарының агглютинацияланған сперматозоидтарын фазалық контрастты микроскопияны қолдану арқылы визуализациялау оңай, бұл сперматозоидтардың мінез-құлқын in vitro оңай зерттеуге мүмкіндік беретіндіктен тиімді болып саналады.Шәует шоғырының пайда болуы шаркаси тауықтарында көбеюге ықпал ететін механизм сонымен қатар кейбір сперматозоидтар жұмыртқаларға жетіп, басқа туысқан адамдарға жұмыртқаларына жетуге және зақымдауға көмектесетін ағаш тышқандары сияқты кооперативтік сперматозоидтар әрекетін көрсететін кейбір плацентарлы сүтқоректілерде байқалатын механизмнен ерекшеленеді.өзіңізді дәлелдеу үшін.альтруистік мінез-құлық.Өзін-өзі ұрықтандыру 34. Сперматозоидтардағы кооперативтік мінез-құлықтың тағы бір мысалы бұғы тышқандарынан табылды, онда сперматозоидтар генетикалық жағынан ең жақын сперматозоидтарды анықтап, біріктіре алды және туыссыз сперматозоидтармен салыстырғанда олардың жылдамдығын арттыру үшін кооперативтік топтар құрады35.
Бұл зерттеуде алынған нәтижелер сперматозоидтарды СВС-да ұзақ сақтау Фоманның теориясына қайшы келмейді.Зерттеушілер сперматозоидтар ұзақ уақыт бойы SST-ті қаптаған эпителий жасушаларының ағынында қозғалуды жалғастыратынын және белгілі бір уақыт өткеннен кейін сперматозоидтардың энергия қорлары таусылатынын, нәтижесінде жылдамдықтың төмендеуіне әкелетінін хабарлайды, бұл шағын молекулалық салмақты заттарды шығаруға мүмкіндік береді.сперматозоидтардың энергиясы ССТ люменінен сұйықтық ағынымен жатыр түтігінің қуысы.Ағымдағы зерттеуде біз жалғыз сперматозоидтардың жартысы ағып жатқан сұйықтықтарға қарсы жүзу қабілетін көрсеткенін және олардың шоғырға жабысуы оң реологияны көрсету қабілетін арттырғанын байқадық.Сонымен қатар, біздің деректер Мацузаки және т.б. деректерімен сәйкес келеді.SST-дегі лактат секрециясының жоғарылауы резиденттік сперматозоидтардың қозғалғыштығын тежеуі мүмкін екенін хабарлады.Дегенмен, біздің нәтижелеріміз сперматозоидтардың қозғалғыш байламдарының қалыптасуын және олардың SST-дегі мінез-құлқын түсіндіруге тырысу үшін микроарнадағы динамикалық ортаның қатысуымен реологиялық мінез-құлқын сипаттайды.Болашақ зерттеулер агглютинациялаушы агенттің химиялық құрамы мен шығу тегін анықтауға бағытталуы мүмкін, бұл зерттеушілерге сұйық ұрықты сақтаудың және құнарлылық ұзақтығын арттырудың жаңа әдістерін жасауға көмектесетіні сөзсіз.
Зерттеуде сперматозоид донорлары ретінде 30 апталық он бес жалаң мойын ер шаркасы (гомозиготалы доминантты; Na Na) таңдалды.Құстар Мысыр, Ашит губернаторлығы, Ашит университеті ауыл шаруашылығы факультетінің ғылыми-зерттеу құс фабрикасында өсірілді.Құстар жеке торларға (30 х 40 х 40 см) орналастырылды, жеңіл бағдарламаға ұшырады (16 сағат жарық және 8 сағат қараңғылық) және құрамында 160 г шикі ақуыз, 2800 ккал метаболизденетін энергия, әрқайсысында 35 г кальций бар диетамен қоректендірілді.Диетаның килограммына 5 грамм қол жетімді фосфор.
36, 37 деректері бойынша ер адамдардан іш қуысына массаж жасау арқылы шәует алынған.3 күн ішінде 15 ер адамнан барлығы 45 шәует үлгісі алынды.Шәует (n = 15/тәу) бірден 1:1 (көлем: көлемі) құрамында калий дифосфаты (1,27 г), натрий глутаматы моногидраты (0,867 г), фруктоза (0,5 г) сусыз натрийі бар Белсвилл құс етінің шәуетін еріткішімен сұйылтылған.ацетат (0,43 г), трис(гидроксиметил)аминометан (0,195 г), калий цитратының моногидраты (0,064 г), калий монофосфаты (0,065 г), магний хлориді (0,034 г) және H2O (100 мл), рН = 5, см3, м33 кгСұйылтылған шәует үлгілері алдымен жақсы шәует сапасына (ылғалға) көз жеткізу үшін жарық микроскопында зерттелді, содан кейін алынғаннан кейін жарты сағат ішінде пайдаланылғанға дейін 37 ° C су моншасында сақталады.
Сперматозоидтардың кинематикасы мен реологиясы микрофлюидті аппараттар жүйесі арқылы сипатталады.Шәует үлгілері одан әрі Белтсвилл құс ұрығы еріткішінде 1:40 дейін сұйылтылды, микрофлюидтік құрылғыға жүктелді (төменде қараңыз) және кинетикалық параметрлер микрофлюидтерді сипаттау үшін бұрын әзірленген компьютерлік шәует талдауы (CASA) жүйесі арқылы анықталды.сұйық ортадағы сперматозоидтардың қозғалғыштығы туралы (Мысыр Ассиут университетінің инженерлік факультеті, машина жасау бөлімі).Плагинді мына жерден жүктеп алуға болады: http://www.assiutmicrofluidics.com/research/casa39.Қисық жылдамдығы (VCL, мкм/с), сызықтық жылдамдық (VSL, мкм/с) және траекторияның орташа жылдамдығы (VAP, мкм/с) өлшенді.Сперматозоидтардың бейнелері Tucson ISH1000 камерасына 30 кадр/с жылдамдықпен 3 секундқа жалғанған инверттелген Optika XDS-3 фазалық контрастты микроскоптың (40х объективті) көмегімен түсірілді.Кемінде үш аймақты және әрбір үлгідегі 500 шәует траекториясын зерттеу үшін CASA бағдарламалық құралын пайдаланыңыз.Жазылған бейне қолдан жасалған CASA көмегімен өңделген.CASA қосылатын модуліндегі қозғалғыштық анықтамасы ағын жылдамдығымен салыстырғанда сперматозоидтың жүзу жылдамдығына негізделген және бүйірден екінші жаққа қозғалыс сияқты басқа параметрлерді қамтымайды, өйткені бұл сұйықтық ағынында сенімдірек екені анықталды.Реологиялық қозғалыс сперматозоидтардың сұйықтық ағынының бағытына қарсы қозғалысы ретінде сипатталады.Реологиялық қасиеті бар сперматозоидтар қозғалғыш сперматозоидтар саны бойынша бөлінді;Тыныштықтағы және конвективті қозғалатын сперматозоидтар есептен шығарылды.
Қолданылған барлық химиялық заттар, егер басқаша көрсетілмесе, Elgomhoria Pharmaceuticals компаниясынан (Каир, Египет) алынған.Құрылғы Эль-шерри және т.б. сипаттағандай жасалған.Кейбір өзгерістермен 40.Микроканалдарды жасау үшін қолданылатын материалдарға шыны пластиналар (Howard Glass, Worcester, MA), SU-8-25 теріс қарсылық (MicroChem, Newton, CA), диацетон спирті (Sigma Aldrich, Steinheim, Германия) және полиацетон кірді.-184, Доу Корнинг, Мидленд, Мичиган).Микроарналар жұмсақ литография көмегімен жасалады.Біріншіден, қажетті микроарна дизайны бар мөлдір қорғаныс бет маскасы жоғары ажыратымдылықтағы принтерде басып шығарылды (Prismatic, Каир, Египет және Тынық мұхиты өнері және дизайны, Маркхам, ON).Шеберлер субстрат ретінде шыны табақтарды қолданып жасалған.Пластиналар ацетонда, изопропанолда және ионсыздандырылған суда тазартылды, содан кейін айналдыру арқылы 20 мкм SU8-25 қабатымен қапталды (3000 айн/мин, 1 мин).Содан кейін SU-8 қабаттары ақырын кептірілді (65°C, 2 мин және 95°C, 10 мин) және 50 секунд бойы ультракүлгін сәулеленуге ұшырады.Экспозициядан кейін 65°C және 95°C температурада 1 минут және 4 минут бойы ашық SU-8 қабаттарын айқастыру үшін пісіріңіз, содан кейін диацетон спиртінде 6,5 минут өңдеңіз.SU-8 қабатын одан әрі қатайту үшін вафлиді қатты пісіріңіз (200°C 15 мин).
PDMS мономер мен қатайтқышты 10:1 салмақ қатынасында араластыру арқылы дайындалды, содан кейін вакуумды эксикаторда газсыздандырылды және SU-8 негізгі рамкасына құйылды.PDMS пеште (120°C, 30 мин) өңделді, содан кейін арналар кесіліп, негізгіден бөлініп, түтіктерді микроарнаның кірісі мен шығысына бекітуге мүмкіндік беру үшін перфорацияланды.Ақырында, PDMS микроарналары басқа жерде сипатталғандай портативті тәждік процессордың (Electro-Technic Products, Чикаго, IL) көмегімен микроскоптың слайдтарына тұрақты түрде бекітілді.Осы зерттеуде пайдаланылған микроарна 200 мкм × 20 мкм (W × H) өлшемін және ұзындығы 3,6 см.
Микроканал ішіндегі гидростатикалық қысыммен индукцияланған сұйықтық ағыны кіріс қабатындағы сұйықтық деңгейін шығыс резервуарындағы Δh39 биіктік айырмашылығынан жоғары ұстау арқылы қол жеткізіледі (1-сурет).
Мұндағы f – үйкеліс коэффициенті, тікбұрышты арнадағы ламинарлы ағын үшін f = C/Re ретінде анықталады, мұндағы C – арнаның арақатынасына байланысты тұрақты шама, L – микроарна ұзындығы, Vav – микроарна ішіндегі орташа жылдамдық, Dh – арнаның гидравликалық диаметрі, g – ауырлық күшінің үдеуі.Осы теңдеуді пайдалана отырып, арнаның орташа жылдамдығын келесі теңдеу арқылы есептеуге болады: