Grazzi talli żort Nature.com. Il-verżjoni tal-browser li qed tuża għandha appoġġ limitat għas-CSS. Għall-aħjar esperjenza, nirrakkomandaw li tuża browser aġġornat (jew tiddiżattiva l-Modalità ta' Kompatibilità fl-Internet Explorer). Sadanittant, biex niżguraw appoġġ kontinwu, se nirrendu s-sit mingħajr stili u JavaScript.
Il-fertilità tal-għasafar tiddependi fuq il-kapaċità tagħhom li jaħżnu biżżejjed sperma vijabbli għal perjodu estiż ta’ żmien fit-tubuli tal-ħażna tal-isperma (SST). Il-mekkaniżmu eżatt li bih l-isperma tidħol, tirrisjedi fl-SST, u toħroġ mill-SST għadu kontroversjali. L-isperma tat-tiġieġ sharkasi wriet tendenza għolja għall-agglutinazzjoni, u tifforma mazzi filamentożi mobbli li fihom ħafna ċelloli. Minħabba d-diffikultà li jiġu osservati l-motilità u l-imġiba tal-isperma f'tubu fallopjan opak, użajna apparat mikrofluwidiku b'sezzjoni trasversali tal-mikrokanal simili għal dik tal-isperma biex nistudjaw l-agglutinazzjoni u l-motilità tal-isperma. Dan l-istudju jiddiskuti kif jiffurmaw il-mazzi tal-isperma, kif jiċċaqalqu, u r-rwol possibbli tagħhom fl-estensjoni tar-residenza tal-isperma fl-SST. Investigajna l-veloċità tal-isperma u l-imġiba reoloġika meta l-fluss tal-fluwidu ġie ġġenerat fi ħdan kanal mikrofluwidiku permezz ta' pressjoni idrostatika (rata tal-fluss = 33 µm/s). L-ispermatożoa għandhom it-tendenza li jgħumu kontra l-kurrent (reoloġija pożittiva) u l-veloċità tal-mazz tal-isperma hija mnaqqsa b'mod sinifikanti meta mqabbla ma' spermatożoa singoli. Ġie osservat li l-mazzi ta' sperma jiċċaqalqu fi spirali u jiżdiedu fit-tul u l-ħxuna hekk kif jiġu reklutati aktar sperma waħda. Ġew osservati mazzi ta' sperma joqorbu u jaderixxu mal-ħitan tal-ġenb tal-kanali mikrofluwidiċi biex jevitaw li jiġu mkaxkra b'veloċità tal-fluss tal-fluwidu ta' > 33 µm/s. Ġew osservati mazzi ta' sperma joqorbu u jaderixxu mal-ħitan tal-ġenb tal-kanali mikrofluwidiċi biex jevitaw li jiġu mkaxkra b'veloċità tal-fluss tal-fluwidu ta' > 33 µm/s. Было замечено, что пучки сперматозоидов приближаются и прилипают к боковым стенюрам стенкам стенидов приближаются каналов, чтобы избежать сметания со скоростью потока жидкости> 33 мкм / с. Ġie osservat li l-mazzi tal-isperma jersqu lejn u jaderixxu mal-ħitan tal-ġenb tal-kanali mikrofluwidiċi biex jevitaw li jinġarru 'l bogħod b'rati ta' fluss ta' fluwidu >33 µm/s.观察到精子束接近并粘附在微流体通道的侧壁上，以避免被流体流速在微流体通道的侧壁上，以避免被流体流速> 333 µ迫m/s33 µm/s 扫过。 Было замечено, что пучки сперматозоидов приближаются и прилипают к боковым стендкосом стенгокрам замечено канала, чтобы избежать сметания потоком жидкости со скоростью > 33 мкм/с. Ġie osservat li l-mazzi tal-isperma jersqu lejn u jaderixxu mal-ħitan tal-ġenb tal-kanal mikrofluwidiku biex jevitaw li jinġarru 'l bogħod mill-fluss ta' fluwidu b'>33 µm/s.Il-mikroskopija elettronika tal-iskannjar u tat-trażmissjoni żvelat li l-mazzi tal-isperma kienu sostnuti minn materjal dens abbundanti. Id-dejta miksuba turi l-mobilità unika tal-ispermatozoa tat-tiġieġ Sharkazi, kif ukoll il-kapaċità tal-ispermatozoa li jagglutinaw u jiffurmaw mazzi mobbli, li tikkontribwixxi għal fehim aħjar tal-ħażna fit-tul tal-ispermatozoa fl-SMT.
Biex tinkiseb il-fertilizzazzjoni fil-bnedmin u fil-biċċa l-kbira tal-annimali, l-isperma u l-bajd iridu jaslu fis-sit tal-fertilizzazzjoni fil-ħin it-tajjeb. Għalhekk, it-tgħammir irid iseħħ qabel jew fil-ħin tal-ovulazzjoni. Mill-banda l-oħra, xi mammiferi, bħall-klieb, kif ukoll speċi mhux mammiferi, bħal insetti, ħut, rettili, u għasafar, jaħżnu l-isperma fl-organi riproduttivi tagħhom għal perjodu estiż ta’ żmien sakemm il-bajd tagħhom ikun lest għall-fertilizzazzjoni (fertilizzazzjoni asinkronika 1 ). L-għasafar huma kapaċi jżommu l-vijabbiltà tal-ispermatozoa kapaċi li jiffertilizzaw il-bajd għal 2-10 ġimgħat 2 .
Din hija karatteristika unika li tiddistingwi l-għasafar minn annimali oħra, peress li tipprovdi probabbiltà għolja ta’ fertilizzazzjoni wara inseminazzjoni waħda għal diversi ġimgħat mingħajr tgħammir u ovulazzjoni simultanji. L-organu ewlieni tal-ħażna tal-isperma, imsejjaħ it-tubulu tal-ħażna tal-isperma (SST), jinsab fil-jingħalaq mukosali interni fil-junction uterovaġinali. Sal-lum, il-mekkaniżmi li bihom l-isperma tidħol, tirrisjedi u toħroġ mill-bank tal-isperma mhumiex mifhuma għalkollox. Abbażi ta’ studji preċedenti, tressqu ħafna ipoteżijiet, iżda l-ebda waħda minnhom ma ġiet ikkonfermata.
Forman4 ipoteżizza li l-ispermatożoa jżommu r-residenza tagħhom fil-kavità tal-SST permezz ta' moviment oxxillatorju kontinwu kontra d-direzzjoni tal-fluss tal-fluwidu permezz ta' kanali tal-proteini li jinsabu fuq iċ-ċelloli epiteljali tal-SST (reoloġija). L-ATP jitnaqqas minħabba l-attività flagellari kostanti meħtieġa biex iżżomm l-isperma fil-lumen tal-SST u l-motilità eventwalment tonqos sakemm l-isperma tinġarr 'il barra mill-bank tal-isperma permezz tal-fluss tal-fluwidu u tibda vjaġġ ġdid 'l isfel fit-tubu fallopjan axxendenti biex tiffertilizza l-isperma. Bajda (Forman4). Dan il-mudell ta' ħażna tal-isperma huwa appoġġjat mid-detezzjoni permezz tal-immunoċitokimika tal-akwaporini 2, 3 u 9 preżenti fiċ-ċelloli epiteljali tal-SST. Sal-lum, studji dwar ir-reoloġija tas-semen tat-tiġieġ u r-rwol tagħha fil-ħażna tal-SST, l-għażla tal-isperma vaġinali, u l-kompetizzjoni tal-isperma huma nieqsa. Fit-tiġieġ, l-isperma tidħol fil-vaġina wara tgħammir naturali, iżda aktar minn 80% tal-ispermatożoa jitkeċċew mill-vaġina ftit wara t-tgħammir. Dan jissuġġerixxi li l-vaġina hija s-sit primarju għall-għażla tal-isperma fl-għasafar. Barra minn hekk, ġie rrappurtat li inqas minn 1% tal-ispermatozoa fertilizzati fil-vaġina jispiċċaw f'SSTs2. Fl-inseminazzjoni artifiċjali tal-flieles fil-vaġina, l-għadd ta' spermatozoa li jilħqu l-SST għandu t-tendenza li jiżdied 24 siegħa wara l-inseminazzjoni. S'issa, il-mekkaniżmu tal-għażla tal-isperma matul dan il-proċess mhux ċar, u l-motilità tal-isperma tista' jkollha rwol importanti fl-assorbiment tal-isperma SST. Minħabba l-ħitan ħoxnin u opaki tat-tubi fallopjani, huwa diffiċli li tiġi mmonitorjata direttament il-motilità tal-isperma fit-tubi fallopjani tal-għasafar. Għalhekk, m'għandniex għarfien bażiku dwar kif l-ispermatozoa tittranżizzjona għall-SST wara l-fertilizzazzjoni.
Ir-reoloġija ġiet rikonoxxuta reċentement bħala fattur importanti li jikkontrolla t-trasport tal-isperma fil-ġenitali tal-mammiferi. Abbażi tal-abbiltà tal-ispermatozoa motili li jemigraw kontra l-kurrent, Zaferani et al8 użaw sistema mikrofluwidika corra biex jiżolaw b'mod passiv l-ispermatozoa motili minn kampjuni tas-semen fil-maqjel. Dan it-tip ta' klassifikazzjoni tas-semen huwa essenzjali għat-trattament mediku tal-infertilità u r-riċerka klinika, u huwa preferut fuq metodi tradizzjonali li jieħdu ħafna ħin u xogħol u jistgħu jikkompromettu l-morfoloġija u l-integrità strutturali tal-isperma. Madankollu, sal-lum, ma saru l-ebda studji dwar l-effett tas-sekrezzjonijiet mill-organi ġenitali tat-tiġieġ fuq il-motilità tal-isperma.
Irrispettivament mill-mekkaniżmu li jżomm l-isperma maħżuna fl-SST, ħafna investigaturi osservaw li l-isperma residenti jagglutinaw ras imb ras fl-SST tat-tiġieġ 9, 10, summien 2, u dundjani 11 biex jiffurmaw mazzi ta' sperma agglutinati. L-awturi jissuġġerixxu li hemm rabta bejn din l-agglutinazzjoni u l-ħażna fit-tul tal-isperma fl-SST.
Tingari u Lake12 irrappurtaw assoċjazzjoni qawwija bejn l-ispermatozoa fil-glandola li tirċievi l-isperma tat-tiġieġ u staqsew jekk l-ispermatozoa tat-tjur jagglutinawx bl-istess mod bħall-ispermatozoa tal-mammiferi. Huma jemmnu li l-konnessjonijiet profondi bejn l-isperma fil-vas deferens jistgħu jkunu dovuti għall-istress ikkawżat mill-preżenza ta' numru kbir ta' sperma fi spazju żgħir.
Meta tiġi evalwata l-imġiba tal-ispermatozoa fuq slajds tal-ħġieġ friski mdendlin, jistgħu jidhru sinjali temporanji ta’ agglutinazzjoni, speċjalment fit-truf tal-qtar tas-semen. Madankollu, l-agglutinazzjoni spiss kienet imfixkla mill-azzjoni rotazzjonali assoċjata mal-moviment kontinwu, li jispjega n-natura temporanja ta’ dan il-fenomenu. Ir-riċerkaturi nnutaw ukoll li meta d-dilwent ġie miżjud mas-semen, dehru aggregati ta’ ċelluli mtawla “bħal ħjut”.
Tentattivi bikrija biex jiġi imitat spermatozoon saru billi tneħħa wajer irqiq minn qatra mdendla, li rriżulta f'vesikula tawwalija li tixbaħ l-isperma li toħroġ mill-qatra tas-semen. L-ispermatozoa immedjatament allinjaw ruħhom b'mod parallel fil-vesikula, iżda l-unità kollha malajr sparixxiet minħabba l-limitazzjoni 3D. Għalhekk, biex tiġi studjata l-agglutinazzjoni tal-isperma, huwa meħtieġ li jiġu osservati l-motilità u l-imġiba tal-isperma direttament fit-tubuli iżolati tal-ħażna tal-isperma, li huwa diffiċli biex jinkiseb. Għalhekk, huwa meħtieġ li jiġi żviluppat strument li jimita l-isperma biex jappoġġja studji dwar il-motilità tal-isperma u l-imġiba tal-agglutinazzjoni. Brillard et al13 irrappurtaw li t-tul medju tat-tubuli tal-ħażna tal-isperma fil-flieles adulti huwa 400–600 µm, iżda xi SSTs jistgħu jkunu twal sa 2000 µm. Mero u Ogasawara14 qasmu l-glandoli seminiferi f'tubuli tal-ħażna tal-isperma mkabbra u mhux imkabbra, li t-tnejn kienu l-istess fit-tul (~500 µm) u l-wisa' tal-għonq (~38 µm), iżda d-dijametru medju tal-lumen tat-tubuli kien 56.6 u 56.6 µm. . , rispettivament 11.2 μm, rispettivament. Fl-istudju attwali, użajna apparat mikrofluwidiku b'daqs tal-kanal ta' 200 µm × 20 µm (W × H), li s-sezzjoni trasversali tiegħu hija kemmxejn qrib dik tal-SST amplifikat. Barra minn hekk, eżaminajna l-motilità tal-isperma u l-imġiba tal-agglutinazzjoni fil-fluwidu li jiċċirkola, li huwa konsistenti mal-ipoteżi ta' Foreman li l-fluwidu prodott miċ-ċelloli epiteljali tal-SST iżomm l-isperma fil-lumen f'direzzjoni kontrokurrenti (reoloġika).
L-għan ta’ dan l-istudju kien li jingħelbu l-problemi tal-osservazzjoni tal-motilità tal-isperma fit-tubu fallopjan u li jiġu evitati d-diffikultajiet tal-istudju tar-reoloġija u l-imġiba tal-isperma f’ambjent dinamiku. Intuża apparat mikrofluwidiku li joħloq pressjoni idrostatika biex jissimula l-motilità tal-isperma fil-ġenitali ta’ tiġieġa.
Meta qatra kampjun ta' sperma dilwita (1:40) ġiet mgħobbija fl-apparat tal-mikrokanal, setgħu jiġu identifikati żewġ tipi ta' motilità tal-isperma (sperma iżolata u sperma marbuta). Barra minn hekk, l-isperma kellha t-tendenza li tgħum kontra l-kurrent (reoloġija pożittiva; vidjo 1, 2). Għalkemm il-mazzi ta' sperma kellhom veloċità aktar baxxa minn dik ta' sperma solitarja (p < 0.001), dawn żiedu l-perċentwal ta' sperma li wrew reotassi pożittiva (p < 0.001; Tabella 2). Għalkemm il-mazzi ta' sperma kellhom veloċità aktar baxxa minn dik ta' sperma solitarja (p < 0.001), dawn żiedu l-perċentwal ta' sperma li wrew reotassi pożittiva (p < 0.001; Tabella 2). Хотя пучки сперматозоидов имели более низкую скорость, чем у одиночных сперматочных сперматозо1 (), < 0,в001 увеличивали процент сперматозоидов, демонстрирующих положительный реотаксис (p < 0,001; цал). Għalkemm il-gruppi ta' spermatozoa kellhom veloċità aktar baxxa minn dik ta' spermatozoa waħda (p < 0.001), dawn żiedu l-perċentwal ta' spermatozoa li wrew reotassi pożittiva (p < 0.001; Tabella 2).尽管精子束的速度低于孤独精子的速度（p < 0.001），但它们增加了显示阳性流变性的精子百分比（p < 0.001；表2）。尽管 精子束 的 速度 低于 孤独 的 速度 （p <0.001） ， 但 增加 了 显礏 昧度 昳怏 昳怏百分比 （p <0.001 ； 2。。。。。。）））））） Хотя скорость пучков сперматозоидов была ниже, чем у одиночных сперматозоидов (p < 0,001), вула ниже, процент сперматозоидов с положительной реологией (p < 0,001; таблица 2). Għalkemm il-veloċità tal-mazzi tal-isperma kienet aktar baxxa minn dik ta' spermatozoa singoli (p < 0.001), dawn żiedu l-perċentwal ta' spermatozoa b'reoloġija pożittiva (p < 0.001; Tabella 2).Ir-reoloġija pożittiva għal spermatozoa singoli u tufts hija stmata għal madwar 53% u 85%, rispettivament.
Ġie osservat li l-ispermatożoa tat-tiġieġ sharkasi immedjatament wara l-eġakulazzjoni jiffurmaw mazzi lineari, li jikkonsistu f'għexieren ta' individwi. Dawn iċ-ċrieki jiżdiedu fit-tul u l-ħxuna maż-żmien u jistgħu jibqgħu in vitro għal diversi sigħat qabel ma jisparixxu (vidjo 3). Dawn il-mazzi filamentożi għandhom il-forma ta' spermatożoa tal-ekidna li jiffurmaw fit-tarf tal-epididimi. L-isperma tat-tiġieġ Sharkashi nstab li għandha tendenza għolja li tagglutina u tifforma mazz retikulat f'inqas minn minuta wara l-ġbir. Dawn ir-raġġi huma dinamiċi u kapaċi jeħlu ma' kwalunkwe ħajt fil-qrib jew oġġett statiku. Għalkemm il-mazzi tal-isperma jnaqqsu l-veloċità taċ-ċelloli tal-isperma, huwa ċar li makroskopikament iżidu l-linearità tagħhom. It-tul tal-mazzi jvarja skont in-numru ta' sperma miġbura fil-mazzi. Żewġ partijiet tal-mazz ġew iżolati: il-parti inizjali, inkluża r-ras ħielsa tal-isperma agglutinata, u l-parti terminali, inkluż id-denb u t-tarf distali kollu tal-isperma. Bl-użu ta' kamera b'veloċità għolja (950 fps), ġew osservati rjus ħielsa ta' spermatozoa agglutinati fil-parti inizjali tal-mazz, responsabbli għall-moviment tal-mazz minħabba l-moviment oxxillatorju tagħhom, u jkaxkru dawk li jifdal fil-mazz b'moviment elikoidali (Video 4). Madankollu, fi ċrieki twal, ġie osservat li xi rjus ħielsa tal-isperma mwaħħlin mal-ġisem u l-porzjon terminali taċ-ċrieki jaġixxu bħala pali biex jgħinu fil-propulsjoni taċ-ċrieki.
Waqt li jkunu fi fluss bil-mod ta’ fluwidu, il-mazzi tal-isperma jiċċaqalqu paralleli ma’ xulxin, madankollu, jibdew jikkoinċidu u jeħlu ma’ dak kollu li jkun wieqef, sabiex ma jinħaslux mill-fluss tal-kurrent hekk kif tiżdied il-veloċità tal-fluss. Il-mazzi jiffurmaw meta numru żgħir ta’ ċelluli tal-isperma jersqu lejn xulxin, jibdew jiċċaqalqu b’mod sinkroniku u jduru madwar xulxin, u mbagħad jeħlu ma’ sustanza li twaħħal. Il-Figuri 1 u 2 juru kif l-isperma tersaq lejn xulxin, u tifforma junction hekk kif id-dnub jitgeżwru madwar xulxin.
Ir-riċerkaturi applikaw pressjoni idrostatika biex joħolqu fluss ta' fluwidu f'mikrokanal biex jistudjaw ir-reoloġija tal-isperma. Intuża mikrokanal b'daqs ta' 200 µm × 20 µm (W × H) u tul ta' 3.6 µm. Uża mikrokanali bejn il-kontenituri b'siringi mwaħħla fit-truf. Intuża kulur tal-ikel biex il-kanali jkunu aktar viżibbli.
Orbot il-kejbils u l-aċċessorji tal-interkonnessjoni mal-ħajt. Il-filmat ittieħed b'mikroskopju ta' kuntrast tal-fażi. Ma' kull immaġni, jiġu ppreżentati immaġnijiet ta' mikroskopija ta' kuntrast tal-fażi u mmappjar. (A) Il-konnessjoni bejn żewġ flussi tirreżisti l-fluss minħabba moviment spirali (vleġġa ħamra). (B) Il-konnessjoni bejn il-grupp ta' tubi u l-ħajt tal-kanal (vleġeġ ħomor), fl-istess ħin huma konnessi ma' żewġ gruppi oħra (vleġeġ sofor). (Ċ) Il-gruppi tal-isperma fil-kanal mikrofluwidiku jibdew jikkonnettjaw ma' xulxin (vleġeġ ħomor), u jiffurmaw xibka ta' gruppi tal-isperma. (D) Formazzjoni ta' netwerk ta' gruppi tal-isperma.
Meta qatra sperma dilwita ġiet mgħobbija fl-apparat mikrofluwidiku u nħoloq fluss, ir-raġġ tal-isperma ġie osservat li jiċċaqlaq kontra d-direzzjoni tal-fluss. Il-mazzi joqogħdu sew mal-ħitan tal-mikrokanali, u r-ras ħielsa fil-parti inizjali tal-mazzi joqogħdu sew magħhom (vidjo 5). Huma jeħlu wkoll ma' kwalunkwe partiċella stazzjonarja fi triqthom, bħal debris, biex jirreżistu milli jinġarru mill-kurrent. Maż-żmien, dawn iċ-ċuffiet isiru filamenti twal li jaqbdu spermatozoa singoli oħra u ċuffiet iqsar (Vidjo 6). Hekk kif il-fluss jibda jonqos, linji twal ta' sperma jibdew jiffurmaw netwerk ta' linji ta' sperma (Vidjo 7; Figura 2).
B'veloċità għolja tal-fluss (V > 33 µm/s), il-movimenti spirali tal-ħjut jiżdiedu bħala tentattiv biex jinqabdu ħafna sperma individwali li jiffurmaw mazzi jirreżistu aħjar il-forza tat-tkaxkir tal-fluss. B'veloċità għolja tal-fluss (V > 33 µm/s), il-movimenti spirali tal-ħjut jiżdiedu bħala tentattiv biex jinqabdu ħafna sperma individwali li jiffurmaw mazzi jirreżistu aħjar il-forza tat-tkaxkir tal-fluss. При высокой скорости потока (V > 33 мкм/с) спиралевидные движения нитей усиливаются, постонь пыстонькпы поймать множество отдельных сперматозоидов, образующих пучки, которые лучше порматозоидов силе потока. B'rati ta' fluss għoljin (V > 33 µm/s), il-movimenti elikali tal-linji jiżdiedu hekk kif jippruvaw jaqbdu ħafna spermatozoa individwali u jiffurmaw mazzi li huma kapaċi jirreżistu aħjar il-forza tat-tkaxkir tal-fluss.在高流速(V > 33 µm/s)时，螺纹的螺旋运动增加，以试图捕捉许多形成束的单个精子，从而更好地抵抗流动的漂移力。在 高 流速 (v> 33 µm/s) 时 ， 的 螺旋 运动 增加 ， 以 试图 许多 形成 束 形成 束 形 束 动 增加 ，从而 更 地 抵抗 的 漂移力。。。。。。。。。。 При высоких скоростях потока (V > 33 мкм/с) спиральное движение нитей увеличивается в потьватка множество отдельных сперматозоидов, образующих пучки, чтобы лучше сопрототозоидов, образующих пучки, чтобы лучше сопротивлше сопротивлятьа сопротивлятьай пася. B'rati ta' fluss għoljin (V > 33 µm/s), il-moviment elikali tal-filamenti jiżdied f'attentat biex jinqabdu ħafna spermatozoa individwali li jiffurmaw mazzi biex jirreżistu aħjar il-forzi tad-drift tal-fluss.Huma ppruvaw ukoll iwaħħlu mikrokanali mal-ħitan tal-ġenb.
Il-mazzi tal-isperma ġew identifikati bħala gruppi ta' rjus tal-isperma u dnub imkebbsin bl-użu tal-mikroskopija tad-dawl (LM). Mazzi tal-isperma b'diversi aggregati ġew identifikati wkoll bħala rjus mibrumin u aggregati flagellari, dnub multipli tal-isperma magħqudin, irjus tal-isperma mwaħħlin ma' denb, u rjus tal-isperma b'nuklei mgħawġin bħala nuklei multipli magħqudin. mikroskopija elettronika ta' trasmissjoni (TEM). mikroskopija elettronika ta' skannjar (SEM) uriet li l-mazzi tal-isperma kienu aggregati miksija ta' rjus tal-isperma u l-aggregati tal-isperma urew netwerk imwaħħal ta' dnub imgeżwra.
Il-morfoloġija u l-ultrastruttura tal-ispermatozoa, il-formazzjoni ta' mazzi ta' spermatozoa ġew studjati bl-użu ta' mikroskopija tad-dawl (nofs sezzjoni), mikroskopija elettronika ta' skennjar (SEM) u mikroskopija elettronika ta' trasmissjoni (TEM), it-tiċpi tal-isperma ġew imtebbgħin bl-oranġjo tal-akridina u eżaminati bl-użu ta' mikroskopija tal-epifluworexxenza.
It-tebgħa tal-isperma bl-oranġjo tal-akridina (Fig. 3B) uriet li r-ras tal-isperma kienu mwaħħlin flimkien u mgħottija b'materjal sekretorju, li wassal għall-formazzjoni ta' ċrieki kbar (Fig. 3D). Il-mazzi tal-isperma kienu jikkonsistu minn aggregati ta' sperma b'netwerk ta' dnub imwaħħlin (Fig. 4A-C). Il-mazzi tal-isperma huma magħmula mid-dnub ta' ħafna spermatozoa mwaħħlin flimkien (Fig. 4D). Is-sigrieti (Fig. 4E,F) koprew ir-ras tal-mazzi tal-isperma.
Formazzjoni tal-mazz tal-ispermatozoa Bl-użu ta' mikroskopija b'kuntrast tal-fażi u smears tal-isperma mtebbgħin bl-oranġjo tal-akridina, intwera li r-ras tal-isperma jeħlu ma' xulxin. (A) Il-formazzjoni bikrija ta' troffi tal-isperma tibda b'isperma (ċirku abjad) u tliet spermi (ċirku isfar), bl-ispirall jibda mid-denb u jispiċċa fir-ras. (B) Fotomikrografu ta' smear tal-isperma mtebba' bl-oranġjo tal-akridina li juri r-ras tal-isperma aderenti (vleġeġ). L-iskariku jgħatti r-ras(i). Ingrandiment × 1000. (Ċ) Żvilupp ta' raġġ kbir ittrasportat bil-fluss f'kanal mikrofluwidiku (bl-użu ta' kamera b'veloċità għolja b'950 fps). (D) Mikrografu ta' smear tal-isperma mtebba' bl-oranġjo tal-akridina li juri troffi kbar (vleġeġ). Ingrandiment: ×200.
Mikrografu elettroniku ta' skennjar ta' raġġ ta' sperma u smear ta' sperma mtebba' bl-oranġjo tal-akridina. (A, B, D, E) huma mikrograffi elettroniċi ta' skennjar bil-kulur diġitali tal-isperma, u C u F huma mikrograffi ta' smears ta' sperma mtebbgħin bl-oranġjo tal-akridina li juru t-twaħħil ta' diversi spermatozoa li jgeżwru n-nisġa kawdali. (AC) L-aggregati tal-isperma huma murija bħala netwerk ta' dnub imwaħħlin (vleġeġ). (D) Adeżjoni ta' diversi spermatozoa (b'sustanza adeżiva, kontorn roża, vleġġa) imgeżwra madwar id-denb. (E u F) Aggregati tar-ras tal-isperma (pointers) mgħottija b'materjal adeżiv (pointers). L-isperma ffurmaw mazzi b'diversi strutturi simili għal vortiċi (F). (C) Ingrandimenti ×400 u (F) ×200.
Bl-użu tal-mikroskopija elettronika tat-trażmissjoni, sibna li l-mazzi tal-isperma kellhom dnub imwaħħlin (Fig. 6A, C), irjus imwaħħlin mad-dnub (Fig. 6B), jew irjus imwaħħlin mad-dnub (Fig. 6D). L-irjus tal-ispermatożoa fil-mazz huma mgħawġa, u jippreżentaw fis-sezzjoni żewġ reġjuni nukleari (Fig. 6D). Fil-mazz tal-inċiżjoni, l-ispermatożoa kellhom ras mibruma b'żewġ reġjuni nukleari u reġjuni flagellari multipli (Fig. 5A).
Mikrografu elettroniku diġitali bil-kulur li juri d-dnub li jgħaqqdu fil-mazz tal-isperma u l-materjal agglutinanti li jgħaqqad ir-ras tal-isperma. (A) Denb imwaħħal ta' numru kbir ta' spermatozoa. Innota kif jidher id-denb kemm fil-projezzjonijiet ritratt (vleġġa) kif ukoll orizzontali (vleġġa). (B) Ir-ras (vleġġa) tal-isperma hija konnessa mad-denb (vleġġa). (Ċ) Diversi dnub tal-isperma (vleġeġ) huma mwaħħla. (D) Materjal ta' agglutinazzjoni (AS, blu) jgħaqqad erba' rjus tal-isperma (vjola).
Mikroskopija elettronika tal-iskannjar intużat biex jinstabu rjus tal-isperma fi gruppi ta' sperma mgħottija b'sekrezzjonijiet jew membrani (Figura 6B), li jindika li l-gruppi ta' sperma kienu ankrati minn materjal extraċellulari. Il-materjal agglutinat kien ikkonċentrat fir-ras tal-isperma (assemblaġġ simili għal ras ta' bram; Fig. 5B) u espanda 'l bogħod, u ta dehra safra brillanti taħt mikroskopija tal-fluworexxenza meta mtebba' b'oranġjo akridina (Fig. 6C). Din is-sustanza hija viżibbli b'mod ċar taħt mikroskopju tal-iskannjar u hija kkunsidrata bħala sustanza li tgħaqqad. Sezzjonijiet semi-rqaq (Fig. 5C) u smears tal-isperma mtebbgħin b'oranġjo akridina wrew gruppi ta' sperma li fihom irjus ippakkjati b'mod dens u dnub imdawrin (Fig. 5D).
Diversi fotomikrografi li juru aggregazzjoni ta' rjus tal-isperma u dnub mitwija bl-użu ta' diversi metodi. (A) Mikrografu elettroniku ta' trasmissjoni bil-kulur diġitali trasversali ta' mazz ta' sperma li juri ras ta' sperma mkebba b'nukleu f'żewġ partijiet (blu) u diversi partijiet flagellari (aħdar). (B) Mikrografu elettroniku ta' skennjar bil-kulur diġitali li juri grupp ta' rjus ta' sperma simili għall-bram (vleġeġ) li jidhru li huma mgħottija. (Ċ) Sezzjoni semi-rqiqa li turi rjus ta' sperma aggregati (vleġeġ) u dnub imdawrin (vleġeġ). (D) Mikrografu ta' smear ta' sperma mtebba' bl-oranġjo tal-akridina li juri aggregati ta' rjus ta' sperma (vleġeġ) u dnub aderenti mdawrin (vleġeġ). Innota li sustanza li twaħħal (S) tgħatti r-ras tal-ispermatożoon. (D) Ingrandiment × 1000.
Bl-użu tal-mikroskopija elettronika tat-trażmissjoni (Fig. 7A), ġie nnutat ukoll li r-ras tal-isperma kienu mibrumin u n-nuklei kellhom forma spirali, kif ikkonfermat minn smears tal-isperma mtebbgħin bl-oranġjo tal-akridina u eżaminati bl-użu tal-mikroskopija tal-fluworexxenza (Fig. 7B).
(A) Mikrografu elettroniku ta' trasmissjoni bil-kulur diġitali u (B) Tebgħa ta' sperma mtebbgħa bl-oranġjo tal-akridina li turi rjus imkebba' u t-twaħħil tar-rjus u d-dnub tal-isperma (vleġeġ). (B) Ingrandiment × 1000.
Sejba interessanti hija li l-isperma ta' Sharkazi tinġabar flimkien biex tifforma gruppi filamentożi mobbli. Il-proprjetajiet ta' dawn il-gruppi jippermettulna nifhmu r-rwol possibbli tagħhom fl-assorbiment u l-ħażna tal-isperma fl-SST.
Wara t-tgħammir, l-isperma tidħol fil-vaġina u tgħaddi minn proċess intens ta’ selezzjoni, li jirriżulta f’numru limitat biss ta’ sperma li tidħol fl-SST15,16. Sal-lum, il-mekkaniżmi li bihom l-isperma tidħol u toħroġ mill-SST mhumiex ċari. Fit-tjur, l-ispermatozoa jinħażnu fl-SST għal perjodu estiż ta’ 2 sa 10 ġimgħat, skont l-ispeċi6. Għad hemm kontroversja dwar il-kundizzjoni tas-semen waqt il-ħażna fl-SST. Qegħdin jiċċaqalqu jew jistrieħu? Fi kliem ieħor, iċ-ċelloli tal-isperma kif iżommu l-pożizzjoni tagħhom fl-SST għal daqshekk żmien?
Forman4 issuġġerixxa li r-residenza u t-tfigħ tal-SST jistgħu jiġu spjegati f'termini ta' motilità tal-isperma. L-awturi jissuġġerixxu li l-isperma żżomm il-pożizzjoni tagħha billi tgħum kontra l-fluss tal-fluwidu maħluq mill-epitelju tal-SST u li l-isperma titneħħa mill-SST meta l-veloċità tagħha taqa' taħt il-punt li fih tibda tiċċaqlaq lura minħabba nuqqas ta' enerġija. Zaniboni5 ikkonferma l-preżenza tal-akwaporini 2, 3, u 9 fil-porzjon apikali taċ-ċelloli epiteljali tal-SST, li jistgħu jappoġġjaw indirettament il-mudell tal-ħażna tal-isperma ta' Foreman. Fl-istudju attwali, sibna li kważi nofs l-isperma ta' Sharkashi juru reoloġija pożittiva fil-fluwidu li jiċċirkola, u li l-mazzi ta' sperma agglutinati jżidu n-numru ta' spermatozoa li juru reoloġija pożittiva, għalkemm l-agglutinazzjoni tnaqqashom. Kif iċ-ċelloli tal-isperma jivvjaġġaw 'il fuq mit-tubu fallopjan tal-għasfur lejn is-sit tal-fertilizzazzjoni mhux mifhum għalkollox. Fil-mammiferi, il-fluwidu follikulari jattira l-kemożoa. Madankollu, huwa maħsub li l-kemoattrattanti jidderieġu l-isperma biex jersqu lejn distanzi twal7. Għalhekk, mekkaniżmi oħra huma responsabbli għat-trasport tal-isperma. Il-kapaċità tal-isperma li torjenta u tiċċirkola kontra l-fluwidu tat-tubi fallopjani li jiġi rilaxxat wara t-tgħammir ġiet irrappurtata bħala fattur ewlieni fl-immirar tal-isperma fil-ġrieden. Parker 17 issuġġerixxa li l-ispermatożoa jaqsmu l-ovidotti billi jgħumu kontra l-kurrent ċiljari fl-għasafar u r-rettili. Għalkemm ma ġiex muri sperimentalment fl-għasafar, Adolphi18 kien l-ewwel wieħed li sab li l-isperma tat-tjur tagħti riżultati pożittivi meta saff irqiq ta’ likwidu bejn coverslip u slide jinħoloq bi strixxa ta’ karta tal-filtru. Reoloġija. Hino u Yanagimachi [19] poġġew kumpless tal-ovarju-tubi-utru tal-ġrieden f’ċirku ta’ perfużjoni u injettaw 1 µl ta’ linka fl-istmu biex jivviżwalizzaw il-fluss tal-fluwidu fit-tubi fallopjani. Huma nnutaw moviment attiv ħafna ta’ kontrazzjoni u rilassament fit-tubi fallopjani, fejn il-blalen kollha tal-linka kienu qed jiċċaqalqu b’mod kostanti lejn l-ampulla tat-tubi fallopjani. L-awturi jenfasizzaw l-importanza tal-fluss tal-fluwidu tubali mit-tubi fallopjani t’isfel għat-tubi fallopjani ta’ fuq għall-irfigħ u l-fertilizzazzjoni tal-isperma. Brillard20 irrapporta li fit-tiġieġ u d-dundjani, l-ispermatozoa jemigraw permezz ta’ moviment attiv mid-daħla vaġinali, fejn jinħażnu, sal-ġonta utero-vaġinali, fejn jinħażnu. Madankollu, dan il-moviment mhux meħtieġ bejn il-ġonta uterovaġinali u l-infundibulu għaliex l-ispermatozoa jiġu ttrasportati permezz ta’ spostament passiv. Meta wieħed ikun jaf dawn ir-rakkomandazzjonijiet preċedenti u r-riżultati miksuba fl-istudju attwali, jista’ jiġi preżunt li l-abbiltà tal-ispermatozoa li jiċċaqalqu kontra l-kurrent (reoloġija) hija waħda mill-proprjetajiet li fuqhom huwa bbażat il-proċess ta’ selezzjoni. Dan jiddetermina l-passaġġ tal-ispermatozoa mill-vaġina u d-dħul tagħhom fis-CCT għall-ħażna. Kif issuġġerixxa Forman4, dan jista’ wkoll jiffaċilita l-proċess tal-isperma li tidħol fl-SST u l-ħabitat tiegħu għal perjodu ta’ żmien u mbagħad toħroġ meta l-veloċità tagħhom tibda tonqos.
Min-naħa l-oħra, Matsuzaki u Sasanami 21 issuġġerew li l-ispermatozoa tat-tjur tgħaddi minn bidliet fil-motilità minn rieqed għal motilità fit-tratti riproduttivi maskili u femminili. L-inibizzjoni tal-motilità tal-isperma residenti fl-SST ġiet proposta biex tispjega l-ħin twil tal-ħażna tal-isperma u mbagħad it-tiġdid wara li tħalli l-SST. Taħt kundizzjonijiet ipossiċi, Matsuzaki et al. 1 irrappurtaw produzzjoni u rilaxx għoli ta' lattate fl-SST, li jista' jwassal għal inibizzjoni tal-motilità tal-isperma residenti. F'dan il-każ, l-importanza tar-reoloġija tal-isperma hija riflessa fl-għażla u l-assorbiment tal-ispermatozoa, u mhux fil-ħażna tagħhom.
Ix-xejra tal-agglutinazzjoni tal-isperma hija kkunsidrata bħala spjegazzjoni plawżibbli għall-perjodu twil ta' ħażna tal-isperma fl-SST, peress li din hija xejra komuni ta' żamma tal-isperma fit-tjur2,22,23. Bakst et al. 2 osservaw li l-biċċa l-kbira tal-isperma żammew ma' xulxin, u ffurmaw aggregati fascikulari, u spermatozoa singoli rarament instabu fis-CCM tas-summien. Min-naħa l-oħra, Wen et al. 24 osservaw aktar spermatozoa mxerrda u inqas biċċiet ta' spermatozoa fil-lumen tal-SST fit-tiġieġ. Abbażi ta' dawn l-osservazzjonijiet, jista' jiġi preżunt li l-proċlività għall-agglutinazzjoni tal-isperma tvarja bejn l-għasafar u bejn l-isperma fl-istess ejakulat. Barra minn hekk, Van Krey et al. 9 issuġġerew li d-dissoċjazzjoni każwali tal-isperma agglutinata hija responsabbli għall-penetrazzjoni gradwali tal-isperma fil-lumen tat-tubu fallopjan. Skont din l-ipoteżi, l-isperma b'kapaċità ta' agglutinazzjoni aktar baxxa għandha titkeċċa mill-SST l-ewwel. F'dan il-kuntest, il-kapaċità tal-ispermatozoa li jagglutinaw tista' tkun fattur li jinfluwenza r-riżultat tal-kompetizzjoni tal-isperma fl-għasafar maħmuġin. Barra minn hekk, iktar ma l-isperma agglutinata ddum tiddissoċja, iktar tinżamm il-fertilità.
Għalkemm l-aggregazzjoni tal-ispermatozoa u l-aggregazzjoni fi gruppi ġew osservati f'diversi studji2,22,24, dawn ma ġewx deskritti fid-dettall minħabba l-kumplessità tal-osservazzjoni kinematika tagħhom fi ħdan l-SST. Saru diversi tentattivi biex tiġi studjata l-agglutinazzjoni tal-isperma in vitro. Ġiet osservata aggregazzjoni estensiva iżda temporanja meta l-wajer irqiq tneħħa mill-qatra taż-żerriegħa mdendla. Dan iwassal għall-fatt li bużżieqa tawwalija toħroġ mill-qatra, u timita l-glandola seminali. Minħabba l-limitazzjonijiet 3D u l-ħinijiet qosra tat-tnixxif bit-taqtir, il-blokk kollu malajr waqa' fi stat ta' telqa9. Fl-istudju attwali, bl-użu ta' tiġieġ Sharkashi u ċipep mikrofluwidiċi, stajna niddeskrivu kif jiffurmaw dawn it-troffi u kif jiċċaqalqu. Il-gruppi tal-isperma ffurmaw immedjatament wara l-ġbir tas-semen u nstabu li jiċċaqalqu fi spirali, u juru reoloġija pożittiva meta jkunu preżenti fil-fluss. Barra minn hekk, meta wieħed iħares makroskopikament, il-gruppi tal-isperma ġew osservati li jżidu l-linearità tal-motilità meta mqabbla mal-ispermatozoa iżolati. Dan jissuġġerixxi li l-agglutinazzjoni tal-isperma tista' sseħħ qabel il-penetrazzjoni tal-SST u li l-produzzjoni tal-isperma mhijiex limitata għal żona żgħira minħabba l-istress kif issuġġerit qabel (Tingari u Lake12). Matul il-formazzjoni tat-tuft, l-ispermatozoa jgħumu f'sinkronija sakemm jiffurmaw junction, imbagħad denbhom jitgeżwer madwar xulxin u r-ras tal-isperma tibqa' ħielsa, iżda d-denb u l-parti distali tal-isperma jeħlu flimkien b'sustanza li twaħħal. Għalhekk, ir-ras ħielsa tal-ligament hija responsabbli għall-moviment, u ġġib il-bqija tal-ligament. Il-mikroskopija elettronika tal-iskannjar tal-qatet tal-isperma wriet irjus tal-isperma mwaħħlin mgħottija b'ħafna materjal li jwaħħal, li tissuġġerixxi li r-rjus tal-isperma kienu mwaħħlin fi qatet ta' mistrieħ, li setgħu seħħew wara li laħqu s-sit tal-ħażna (SST).
Meta kampjun ta' sperma jiġi mtebba' bl-oranġjo tal-akridina, materjal adeżiv extraċellulari madwar iċ-ċelloli tal-isperma jista' jidher taħt mikroskopju fluworexxenti. Din is-sustanza tippermetti li l-gruppi ta' sperma jaderixxu u jintrabtu ma' kwalunkwe wiċċ jew partiċelli tal-madwar sabiex ma jitkaxkrux mal-fluss tal-madwar. Għalhekk, l-osservazzjonijiet tagħna juru r-rwol tal-adeżjoni tal-isperma fil-forma ta' gruppi mobbli. Il-kapaċità tagħhom li jgħumu kontra l-kurrent u jeħlu ma' uċuħ fil-qrib tippermetti lill-isperma tibqa' aktar fl-SST.
Rothschild25 uża kamera tal-emoċitometrija biex jistudja d-distribuzzjoni f'wiċċ l-ilma tas-semen bovin f'qatra ta' sospensjoni, billi ħa fotomikrografi permezz ta' kamera b'assi ottiku kemm vertikali kif ukoll orizzontali tal-mikroskopju. Ir-riżultati wrew li l-ispermatozoa kienu attirati lejn il-wiċċ tal-kompartiment. L-awturi jissuġġerixxu li jista' jkun hemm interazzjonijiet idrodinamiċi bejn l-isperma u l-wiċċ. Meta jitqies dan, flimkien mal-abbiltà tas-semen tal-flieles Sharkashi li jifforma biċċiet li jwaħħlu, jista' jżid il-probabbiltà li s-semen jaderixxi mal-ħajt tal-SST u jinħażen għal perjodi twal ta' żmien.
Bccetti u Afzeliu26 irrappurtaw li l-glikokaliċi tal-isperma hija meħtieġa għar-rikonoxximent u l-agglutinazzjoni tal-gameti. Forman10 osserva li l-idroliżi ta' bonds α-glikosidiċi f'kisi ta' glikoproteina-glikolipidi bit-trattament tas-semen tat-tjur bin-newraminidażi rriżultat fi tnaqqis fil-fertilità mingħajr ma affettwat il-motilità tal-isperma. L-awturi jissuġġerixxu li l-effett tan-newraminidażi fuq il-glikokaliċi jfixkel is-sekwestrazzjoni tal-isperma fil-ġonta utero-vaġinali, u b'hekk inaqqas il-fertilità. L-osservazzjonijiet tagħhom ma jistgħux jinjoraw il-possibbiltà li t-trattament bin-newraminidażi jista' jnaqqas ir-rikonoxximent tal-isperma u tal-ooċiti. Forman u Engel10 sabu li l-fertilità tnaqqset meta t-tiġieġ ġew inseminati intravaġinalment b'semen ittrattat bin-newraminidażi. Madankollu, l-IVF bi sperma ttrattata bin-newraminidażi ma affettwatx il-fertilità meta mqabbla mat-tiġieġ ta' kontroll. L-awturi kkonkludew li l-bidliet fil-kisi tal-glikoproteina-glikolipid madwar il-membrana tal-isperma naqqsu l-abbiltà tal-isperma li tiffertilizza billi jfixklu s-sekwestrazzjoni tal-isperma fil-ġunzjoni utero-vaġinali, li min-naħa tagħha żiedet it-telf tal-isperma minħabba l-veloċità tal-ġunzjoni utero-vaġinali, iżda ma affettwax ir-rikonoxximent tal-isperma u l-bajda.
Fid-dundjani, Bakst u Bauchan 11 sabu vesikuli żgħar u frammenti tal-membrana fil-lumen tal-SST u osservaw li xi wħud minn dawn il-granuli ngħaqdu mal-membrana tal-isperma. L-awturi jissuġġerixxu li dawn ir-relazzjonijiet jistgħu jikkontribwixxu għall-ħażna fit-tul tal-isperma fl-SST. Madankollu, ir-riċerkaturi ma speċifikawx is-sors ta’ dawn il-partiċelli, jekk humiex imnixxija minn ċelloli epiteljali tas-CCT, prodotti u mnixxija mis-sistema riproduttiva maskili, jew prodotti mill-isperma nnifisha. Barra minn hekk, dawn il-partiċelli huma responsabbli għall-agglutinazzjoni. Grützner et al27 irrappurtaw li ċ-ċelloli epiteljali epididimali jipproduċu u jnixxu proteina speċifika li hija meħtieġa għall-formazzjoni ta’ passaġġi seminali b’poru wieħed. L-awturi jirrappurtaw ukoll li t-tixrid ta’ dawn il-mazzi tiddependi fuq l-interazzjoni tal-proteini epididimali. Nixon et al28 sabu li l-adnexa jnixxu proteina, l-osteonektina aċiduża rikka fiċ-ċisteina; SPARC huwa involut fil-formazzjoni ta’ troffi tal-isperma f’ekidni u ornithopodi b’munqar qasir. It-tifrix ta' dawn ir-raġġi huwa assoċjat mat-telf ta' din il-proteina.
Fl-istudju attwali, l-analiżi ultrastrutturali bl-użu tal-mikroskopija elettronika wriet li l-ispermatozoa żammew ma' ammont kbir ta' materjal dens. Dawn is-sustanzi huma maħsuba li huma responsabbli għall-agglutinazzjoni li tikkondensa bejn u madwar ir-ras aderenti, iżda f'konċentrazzjonijiet aktar baxxi fir-reġjun tad-denb. Nassumu li din is-sustanza agglutinanti tiġi eliminata mis-sistema riproduttiva maskili (epididimis jew vas deferens) flimkien mas-semen, peress li spiss nosservaw is-semen jissepara mil-limfa u l-plażma seminali waqt l-eġakulazzjoni. Ġie rrappurtat li hekk kif l-ispermatozoa tat-tjur jgħaddu mill-epididimis u l-vas deferens, jgħaddu minn bidliet relatati mal-maturazzjoni li jappoġġjaw il-kapaċità tagħhom li jorbtu l-proteini u jakkwistaw glikoproteini assoċjati mal-lemma tal-plażma. Il-persistenza ta' dawn il-proteini fuq il-membrani tal-isperma residenti fl-SST tissuġġerixxi li dawn il-proteini jistgħu jinfluwenzaw l-akkwist tal-istabbiltà tal-membrana tal-isperma 30 u jiddeterminaw il-fertilità tagħhom 31. Ahammad et al32 irrappurtaw li l-isperma miksuba minn diversi partijiet tas-sistema riproduttiva maskili (mit-testikoli sal-vas deferens distali) urew żieda progressiva fil-vijabbiltà taħt kundizzjonijiet ta’ ħażna likwida, irrispettivament mit-temperatura tal-ħażna, u l-vijabbiltà fit-tiġieġ tiżdied ukoll fit-tubi fallopjani wara inseminazzjoni artifiċjali.
It-troffi tal-isperma tat-tiġieġ Sharkashi għandhom karatteristiċi u funzjonijiet differenti minn speċi oħra bħall-ekidni, l-ornitorinki, il-ġrieden tal-injam, il-firien taċ-ċriev, u l-fniek tal-Indi. Fit-tiġieġ sharkasi, il-formazzjoni ta' gruppi ta' spermatozoa naqqset il-veloċità tal-għawm tagħhom meta mqabbla ma' spermatozoa singoli. Madankollu, dawn il-gruppi żiedu l-perċentwal ta' spermatozoa reoloġikament pożittivi u żiedu l-abbiltà tal-isperma li jistabbilizzaw lilhom infushom f'ambjent dinamiku. Għalhekk, ir-riżultati tagħna jikkonfermaw is-suġġeriment preċedenti li l-agglutinazzjoni tal-isperma fl-SST hija assoċjata mal-ħażna fit-tul tal-isperma. Aħna nissoponu wkoll li l-proċlività tal-isperma li tifforma troffi tista' tikkontrolla r-rata ta' telf tal-isperma fl-SST, li tista' tbiddel ir-riżultat tal-kompetizzjoni tal-isperma. Skont din is-suppożizzjoni, l-isperma b'kapaċità baxxa ta' agglutinazzjoni jirrilaxxaw SST l-ewwel, filwaqt li l-isperma b'kapaċità għolja ta' agglutinazzjoni tipproduċi l-biċċa l-kbira tal-frieħ. Il-formazzjoni ta' gruppi ta' sperma b'poru wieħed hija ta' benefiċċju u taffettwa l-proporzjon ġenitur-tifel/tifla, iżda tuża mekkaniżmu differenti. Fl-ekidni u l-ornitorinki, l-ispermatożoa huma rranġati paralleli ma' xulxin biex iżidu l-veloċità 'l quddiem tar-raġġ. Mazzi ta' ekidni jiċċaqalqu madwar tliet darbiet aktar malajr minn spermatożoa singoli. Huwa maħsub li l-formazzjoni ta' dawn it-troffi ta' sperma fl-ekidni hija adattament evoluzzjonarju biex tinżamm id-dominanza, peress li n-nisa huma promiskużi u ġeneralment jitgħammru ma' diversi rġiel. Għalhekk, l-ispermatożoa minn ejakulati differenti jikkompetu bil-qawwa għall-fertilizzazzjoni tal-bajda.
L-ispermatozoa agglutinata tat-tiġieġ sharkasi hija faċli biex tiġi viżwalizzata bl-użu ta' mikroskopija b'kuntrast ta' fażi, li hija kkunsidrata vantaġġuża għaliex tippermetti studju faċli tal-imġiba tal-isperma in vitro. Il-mekkaniżmu li bih il-formazzjoni tat-troffi tal-isperma tippromwovi r-riproduzzjoni fit-tiġieġ sharkasi huwa wkoll differenti minn dak li jidher f'xi mammiferi plaċentali li jirrappreżentaw imġiba kooperattiva tal-isperma bħal ġrieden tal-injam, fejn xi spermatozoa jilħqu l-bajd, u jgħinu lil individwi oħra relatati jilħqu u jagħmlu ħsara lill-bajd tagħhom. biex tipprova lilek innifsek. imġiba altruwista. Awtofertilizzazzjoni 34. Eżempju ieħor ta' mġiba kooperattiva fl-ispermatozoa nstab fil-ġrieden taċ-ċriev, fejn l-ispermatozoa kienu kapaċi jidentifikaw u jingħaqdu mal-isperma l-aktar ġenetikament relatata u jiffurmaw gruppi kooperattivi biex iżidu l-veloċità tagħhom meta mqabbla ma' spermatozoa mhux relatati35.
Ir-riżultati miksuba f'dan l-istudju ma jikkontradixxux it-teorija ta' Foman dwar il-ħażna fit-tul tal-isperma fl-SWS. Ir-riċerkaturi jirrappurtaw li ċ-ċelloli tal-isperma jkomplu jiċċaqalqu fil-fluss taċ-ċelloli epiteljali li jiksi l-SST għal perjodu estiż ta' żmien, u wara ċertu perjodu ta' żmien, il-ħażniet tal-enerġija taċ-ċelloli tal-isperma jitnaqqsu, u dan jirriżulta fi tnaqqis fil-veloċità, li jippermetti t-tkeċċija ta' sustanzi ta' piż molekulari żgħir. L-enerġija tal-isperma mal-fluss tal-fluwidu mil-lumen tal-SST Il-kavità tat-tubu fallopjan. Fl-istudju attwali, osservajna li nofs l-isperma waħda wriet il-ħila li tgħum kontra l-fluwidi li jiċċirkolaw, u l-adeżjoni tagħhom fil-mazz żiedet il-ħila tagħhom li juru reoloġija pożittiva. Barra minn hekk, id-dejta tagħna hija konsistenti ma' dik ta' Matsuzaki et al. 1 li rrappurtaw li ż-żieda fis-sekrezzjoni tal-lattate fl-SST tista' tinibixxi l-motilità tal-isperma residenti. Madankollu, ir-riżultati tagħna jiddeskrivu l-formazzjoni ta' ligamenti motili tal-isperma u l-imġiba reoloġika tagħhom fil-preżenza ta' ambjent dinamiku fi ħdan mikrokanal f'attentat biex tiċċara l-imġiba tagħhom fl-SST. Ir-riċerka futura tista' tiffoka fuq id-determinazzjoni tal-kompożizzjoni kimika u l-oriġini tal-aġent agglutinanti, li bla dubju se jgħin lir-riċerkaturi jiżviluppaw modi ġodda biex jaħżnu s-semen likwidu u jżidu t-tul tal-fertilità.
Ħmistax-il sharkasi maskili ta’ 30 ġimgħa b’għonqhom mikxuf (omożiguta dominanti; Na Na) intgħażlu bħala donaturi tal-isperma fl-istudju. L-għasafar trabbew fir-Razzett tat-Tjur tar-Riċerka tal-Fakultà tal-Agrikoltura, l-Università ta’ Ashit, il-Governatorat ta’ Ashit, l-Eġittu. L-għasafar tpoġġew f’gaġeġ individwali (30 x 40 x 40 ċm), ġew soġġetti għal programm ta’ dawl (16-il siegħa ta’ dawl u 8 sigħat ta’ dlam) u ngħataw dieta li fiha 160 g ta’ proteina mhux raffinata, 2800 kcal ta’ enerġija metabolizzabbli, 35 g ta’ kalċju kull wieħed. 5 grammi ta’ fosfru disponibbli għal kull kilogramma ta’ dieta.
Skont id-dejta 36, ​​37, is-semen inġabar mill-irġiel permezz ta' massaġġi addominali. Total ta' 45 kampjun tas-semen inġabru minn 15-il raġel fuq 3 ijiem. Is-semen (n = 15/kuljum) ġie dilwit immedjatament 1:1 (v:v) b'Belsville Poultry Semen Diluent, li fih potassium diphosphate (1.27 g), monosodium glutamate monohydrate (0.867 g), fruttożju (0.5 d), sodium acetate anidru (0.43 g), tris(hydroxymethyl)aminomethane (0.195 g), potassium citrate monohydrate (0.064 g), potassium monophosphate (0.065 g), magnesium chloride (0.034 g) u H2O (100 ml), pH = 7.5, osmolarità 333 mOsm/kg38. Kampjuni tas-semen dilwiti ġew l-ewwel eżaminati taħt mikroskopju tad-dawl biex tiġi żgurata kwalità tajba tas-semen (umdità) u mbagħad maħżuna f'banju tal-ilma f'temperatura ta' 37°C sakemm jintużaw fi żmien nofs siegħa wara l-ġbir.
Il-kinematika u r-reoloġija tal-ispermatozoa huma deskritti bl-użu ta' sistema ta' apparati mikrofluwidiċi. Il-kampjuni tas-semen ġew dilwiti aktar għal 1:40 f'Beltsville Avian Semen Diluent, mgħobbija f'apparat mikrofluwidiku (ara hawn taħt), u l-parametri kinetiċi ġew determinati bl-użu ta' sistema ta' Analiżi Kompjuterizzata tas-Semen (CASA) żviluppata qabel għall-karatterizzazzjoni tal-mikrofluidika. dwar il-mobilità tal-ispermatozoa f'mezzi likwidi (Dipartiment tal-Inġinerija Mekkanika, Fakultà tal-Inġinerija, Università ta' Assiut, l-Eġittu). Il-plugin jista' jitniżżel minn: http://www.assiutmicrofluidics.com/research/casa39. Il-veloċità tal-kurva (VCL, μm/s), il-veloċità lineari (VSL, μm/s) u l-veloċità medja tat-trajettorja (VAP, μm/s) tkejlu. Il-vidjows tal-ispermatozoa ttieħdu bl-użu ta' mikroskopju ta' kuntrast tal-fażi Optika XDS-3 maqlub (b'objettiv ta' 40x) imqabbad ma' kamera Tucson ISH1000 bi 30 fps għal 3 s. Uża s-softwer CASA biex tistudja mill-inqas tliet żoni u 500 trajettorja tal-isperma għal kull kampjun. Il-vidjow irreġistrat ġie pproċessat bl-użu ta' CASA magħmul id-dar. Id-definizzjoni tal-motilità fil-plug-in CASA hija bbażata fuq il-veloċità tal-għawm tal-isperma meta mqabbla mar-rata tal-fluss, u ma tinkludix parametri oħra bħall-moviment minn naħa għal oħra, peress li dan instab li huwa aktar affidabbli fil-fluss tal-fluwidu. Il-moviment reoloġiku huwa deskritt bħala l-moviment taċ-ċelloli tal-isperma kontra d-direzzjoni tal-fluss tal-fluwidu. L-ispermatożoa bi proprjetajiet reoloġiċi ġew diviżi bin-numru ta' spermatożoa motili; l-ispermatożoa li kienu mistrieħa u li kienu jiċċaqalqu b'mod konvettiv ġew esklużi mill-għadd.
Il-kimiċi kollha użati nkisbu minn Elgomhoria Pharmaceuticals (il-Kajr, l-Eġittu) sakemm ma jkunx innutat mod ieħor. L-apparat ġie manifatturat kif deskritt minn El-sherry et al. 40 b'xi modifiki. Il-materjali użati għall-fabbrikazzjoni tal-mikrokanali kienu jinkludu pjanċi tal-ħġieġ (Howard Glass, Worcester, MA), reżistenza negattiva SU-8-25 (MicroChem, Newton, CA), alkoħol tad-diaċetun (Sigma Aldrich, Steinheim, il-Ġermanja), u poliaċetun. -184, Dow Corning, Midland, Michigan). Il-mikrokanali huma fabbrikati bl-użu ta' litografija ratba. L-ewwel, maskra protettiva ċara tal-wiċċ bid-disinn mixtieq tal-mikrokanal ġiet stampata fuq printer b'riżoluzzjoni għolja (Prismatic, il-Kajr, l-Eġittu u Pacific Arts and Design, Markham, ON). Il-masters saru bl-użu ta' pjanċi tal-ħġieġ bħala sottostrati. Il-pjanċi tnaddfu fl-aċetun, isopropanol u ilma dejonizzat u mbagħad ġew miksija b'saff ta' 20 µm ta' SU8-25 permezz ta' kisi bl-ispin (3000 rpm, 1 minuta). Is-saffi SU-8 imbagħad ġew imnixxfa bil-mod (65°C, 2 min u 95°C, 10 min) u esposti għar-radjazzjoni UV għal 50 sekonda. Wara l-espożizzjoni, ssaħħew f'65°C u 95°C għal minuta u 4 minuti biex is-saffi SU-8 esposti jintrabtu flimkien, segwiti minn żvilupp f'alkoħol diaċeton għal 6.5 minuti. Ssaħħnu l-waffles bis-sħana (200°C għal 15-il minuta) biex is-saff SU-8 jissolidifika aktar.
Il-PDMS ġie ppreparat billi tħalltu l-monomeru u l-ebusija fi proporzjon ta' piż ta' 10:1, imbagħad tneħħa l-gass f'dessikatur tal-vakwu u tferra' fuq il-qafas prinċipali SU-8. Il-PDMS ġie vulkanizzat f'forn (120°C, 30 minuta), imbagħad il-kanali nqatgħu, ġew separati mill-master, u perforati biex jippermettu li t-tubi jitwaħħlu fid-daħla u l-ħruġ tal-mikrokanal. Fl-aħħarnett, il-mikrokanali tal-PDMS ġew imwaħħla b'mod permanenti ma' slides tal-mikroskopju bl-użu ta' proċessur corona portabbli (Electro-Technic Products, Chicago, IL) kif deskritt x'imkien ieħor. Il-mikrokanal użat f'dan l-istudju jkejjel 200 µm × 20 µm (W × H) u huwa twil 3.6 ċm.
Il-fluss tal-fluwidu indott mill-pressjoni idrostatika ġewwa l-mikrokanal jinkiseb billi l-livell tal-fluwidu fir-riżervwar tad-dħul jinżamm 'il fuq mid-differenza fl-għoli Δh39 fir-riżervwar tal-ħruġ (Fig. 1).
fejn f huwa l-koeffiċjent tal-frizzjoni, definit bħala f = C/Re għal fluss laminari f'kanal rettangolari, fejn C hija kostanti li tiddependi fuq il-proporzjon tal-aspett tal-kanal, L hija t-tul tal-mikrokanal, Vav hija l-veloċità medja ġewwa l-mikrokanal, Dh huwa d-dijametru idrawliku tal-kanal, g – aċċelerazzjoni tal-gravità. Bl-użu ta' din l-ekwazzjoni, il-veloċità medja tal-kanal tista' tiġi kkalkulata bl-użu tal-ekwazzjoni li ġejja: