Salamat sa pagbisita sa Nature.com.Ang bersyon ng browser na iyong ginagamit ay may limitadong suporta sa CSS.Para sa pinakamagandang karanasan, inirerekomenda namin na gumamit ka ng na-update na browser (o huwag paganahin ang Compatibility Mode sa Internet Explorer).Pansamantala, upang matiyak ang patuloy na suporta, ire-render namin ang site nang walang mga istilo at JavaScript.
Ang pagkamayabong ng mga ibon ay nakasalalay sa kanilang kakayahang mag-imbak ng sapat na mabubuhay na tamud sa mahabang panahon sa mga tubules ng imbakan ng sperm (SST).Ang eksaktong mekanismo kung saan pumapasok, naninirahan, at umalis ang spermatozoa sa SST ay nananatiling kontrobersyal.Ang tamud ng sharkasi hens ay nagpakita ng mataas na tendensya sa agglutination, na bumubuo ng mga mobile filamentous na bundle na naglalaman ng maraming mga cell.Dahil sa kahirapan ng pagmamasid sa motility at pag-uugali ng spermatozoa sa isang opaque fallopian tube, gumamit kami ng microfluidic device na may microchannel cross-section na katulad ng sa spermatozoa upang pag-aralan ang spermatozoa agglutination at motility.Tinatalakay ng pag-aaral na ito kung paano nabuo ang mga bundle ng sperm, kung paano sila gumagalaw, at ang kanilang posibleng papel sa pagpapalawak ng paninirahan ng sperm sa SST.Inimbestigahan namin ang sperm velocity at rheological behavior kapag nabuo ang fluid flow sa loob ng microfluidic channel sa pamamagitan ng hydrostatic pressure (flow rate = 33 µm/s).Ang spermatozoa ay may posibilidad na lumangoy laban sa kasalukuyang (positibong rheology) at ang bilis ng bundle ng spermatozoon ay makabuluhang nabawasan kumpara sa solong spermatozoa.Ang mga bundle ng tamud ay naobserbahang gumagalaw sa spiral at tumataas ang haba at kapal habang mas maraming solong tamud ang na-recruit. Ang mga bundle ng tamud ay napansin na papalapit at nakadikit sa mga sidewall ng microfluidic channel upang maiwasang mawalis ng fluid flow velocity > 33 µm/s. Ang mga bundle ng tamud ay napansin na papalapit at nakadikit sa mga sidewall ng microfluidic channel upang maiwasang mawalis ng fluid flow velocity > 33 µm/s. Было замечено, что пучки сперматозоидов приближаются и прилипают к боковым стенкам микрофлюитодных каналбожвых каналбов скоростью потока жидкости> 33 мкм / с. Ang mga bundle ng tamud ay naobserbahang lumalapit at dumidikit sa mga dingding sa gilid ng mga channel ng microfluidic upang maiwasang matangay sa mga rate ng daloy ng likido >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 микрожидкостногочижникостного кабнала, м жидкости со скоростью > 33 мкм/с. Ang mga bundle ng tamud ay naobserbahang lumalapit at dumidikit sa mga dingding sa gilid ng microfluidic channel upang maiwasang matangay ng daloy ng likido sa >33 µm/s.Ang pag-scan at paghahatid ng electron microscopy ay nagsiwalat na ang mga bundle ng tamud ay sinusuportahan ng masaganang siksik na materyal.Ang data na nakuha ay nagpapakita ng natatanging kadaliang mapakilos ng Sharkazi chicken spermatozoa, pati na rin ang kakayahan ng spermatozoa na mag-aglutinate at bumuo ng mga mobile bundle, na nag-aambag sa isang mas mahusay na pag-unawa sa pangmatagalang imbakan ng spermatozoa sa SMT.
Upang makamit ang pagpapabunga sa mga tao at karamihan sa mga hayop, ang tamud at mga itlog ay dapat dumating sa lugar ng pagpapabunga sa tamang oras.Samakatuwid, ang pagsasama ay dapat mangyari bago o sa oras ng obulasyon.Sa kabilang banda, ang ilang mga mammal, tulad ng mga aso, gayundin ang mga hindi mammalian species, tulad ng mga insekto, isda, reptilya, at ibon, ay nag-iimbak ng tamud sa kanilang mga organo ng reproduktibo sa loob ng mahabang panahon hanggang sa ang kanilang mga itlog ay handa na para sa pagpapabunga (asynchronous fertilization 1).Nagagawa ng mga ibon na mapanatili ang viability ng spermatozoa na may kakayahang magpataba ng mga itlog sa loob ng 2-10 linggo2.
Ito ay isang natatanging tampok na nagpapakilala sa mga ibon mula sa iba pang mga hayop, dahil nagbibigay ito ng isang mataas na posibilidad ng pagpapabunga pagkatapos ng isang solong pagpapabinhi sa loob ng ilang linggo nang walang sabay-sabay na pagsasama at obulasyon.Ang pangunahing sperm storage organ, na tinatawag na sperm storage tubule (SST), ay matatagpuan sa panloob na mucosal folds sa uterovaginal junction.Sa ngayon, ang mga mekanismo kung saan ang tamud ay pumasok, naninirahan, at lumabas sa sperm bank ay hindi lubos na nauunawaan.Batay sa mga nakaraang pag-aaral, maraming hypotheses ang iniharap, ngunit wala sa mga ito ang nakumpirma.
Forman4 hypothesized na ang spermatozoa ay nagpapanatili ng kanilang paninirahan sa SST cavity sa pamamagitan ng tuluy-tuloy na oscillatory movement laban sa direksyon ng daloy ng fluid sa pamamagitan ng mga channel ng protina na matatagpuan sa SST epithelial cells (rheology).Nauubos ang ATP dahil sa patuloy na aktibidad ng flagellar na kailangan upang mapanatili ang sperm sa SST lumen at tuluyang bumababa ang motility hanggang sa mailabas ang sperm sa sperm bank sa pamamagitan ng daloy ng fluid at magsimula ng bagong paglalakbay pababa sa pataas na fallopian tube upang lagyan ng pataba ang sperm.Itlog (Forman4).Ang modelong ito ng pag-iimbak ng tamud ay sinusuportahan ng pagtuklas ng immunocytochemistry ng mga aquaporins 2, 3 at 9 na nasa SST epithelial cells.Sa ngayon, kulang ang pag-aaral sa rheology ng semen ng manok at ang papel nito sa pag-iimbak ng SST, pagpili ng vaginal sperm, at sperm competition.Sa mga manok, ang tamud ay pumapasok sa puki pagkatapos ng natural na pag-asawa, ngunit higit sa 80% ng spermatozoa ay inilalabas mula sa puki sa ilang sandali pagkatapos ng pagsasama.Ito ay nagpapahiwatig na ang puki ay ang pangunahing lugar para sa pagpili ng tamud sa mga ibon.Bilang karagdagan, naiulat na mas mababa sa 1% ng spermatozoa na fertilized sa puki ay napupunta sa SSTs2.Sa artificial insemination ng mga sisiw sa ari, ang bilang ng spermatozoa na umaabot sa SST ay may posibilidad na tumaas 24 na oras pagkatapos ng insemination.Sa ngayon, ang mekanismo ng pagpili ng tamud sa panahon ng prosesong ito ay hindi malinaw, at ang sperm motility ay maaaring may mahalagang papel sa SST sperm uptake.Dahil sa makapal at opaque na mga pader ng fallopian tubes, mahirap direktang subaybayan ang sperm motility sa fallopian tubes ng mga ibon.Samakatuwid, kulang kami ng pangunahing kaalaman kung paano lumipat ang spermatozoa sa SST pagkatapos ng pagpapabunga.
Ang rheology ay kinilala kamakailan bilang isang mahalagang kadahilanan na kumokontrol sa transportasyon ng tamud sa mammalian genitalia.Batay sa kakayahan ng motile spermatozoa na lumipat ng countercurrently, ginamit ni Zaferani et al8 ang isang corra microfluidic system upang pasibong ihiwalay ang motile spermatozoa mula sa mga penned semen sample.Ang ganitong uri ng pag-uuri ng semilya ay mahalaga para sa medikal na paggamot sa kawalan ng katabaan at klinikal na pananaliksik, at mas pinipili kaysa sa mga tradisyonal na pamamaraan na masinsinan sa oras at paggawa at maaaring ikompromiso ang sperm morphology at integridad ng istruktura.Gayunpaman, hanggang ngayon, walang pag-aaral na isinagawa sa epekto ng mga pagtatago mula sa mga genital organ ng manok sa sperm motility.
Anuman ang mekanismo na nagpapanatili ng sperm na nakaimbak sa SST, maraming investigator ang naobserbahan na ang resident spermatozoa ay nagsasama-sama ng head-to-head sa SST ng mga manok 9, 10, quails 2, at turkeys 11 upang bumuo ng agglutinated sperm bundle.Iminumungkahi ng mga may-akda na mayroong isang link sa pagitan ng agglutination na ito at pangmatagalang imbakan ng spermatozoa sa SST.
Ang Tingari at Lake12 ay nag-ulat ng isang malakas na kaugnayan sa pagitan ng spermatozoa sa sperm-receiving gland ng manok at nagtanong kung ang avian spermatozoa ay nagsasama-sama sa parehong paraan tulad ng mammalian spermatozoa.Naniniwala sila na ang malalim na koneksyon sa pagitan ng tamud sa vas deferens ay maaaring dahil sa stress na dulot ng pagkakaroon ng malaking bilang ng tamud sa isang maliit na espasyo.
Kapag sinusuri ang pag-uugali ng spermatozoa sa sariwang hanging glass slide, makikita ang mga lumilipas na palatandaan ng agglutination, lalo na sa mga gilid ng mga droplet ng semen.Gayunpaman, ang agglutination ay madalas na nabalisa ng rotational action na nauugnay sa tuluy-tuloy na paggalaw, na nagpapaliwanag sa lumilipas na kalikasan ng hindi pangkaraniwang bagay na ito.Napansin din ng mga mananaliksik na kapag ang diluent ay idinagdag sa tabod, ang mga pinahabang "thread-like" na cell aggregates ay lumitaw.
Ang mga maagang pagtatangka na gayahin ang isang spermatozoon ay ginawa sa pamamagitan ng pag-alis ng manipis na wire mula sa isang nakasabit na patak, na nagresulta sa isang pahabang sperm-like vesicle na nakausli mula sa patak ng semilya.Ang spermatozoa ay agad na pumila sa parallel na paraan sa loob ng vesicle, ngunit ang buong unit ay mabilis na nawala dahil sa 3D na limitasyon.Samakatuwid, upang pag-aralan ang agglutination ng spermatozoa, kinakailangan na obserbahan ang motility at pag-uugali ng spermatozoa nang direkta sa mga nakahiwalay na tubules ng imbakan ng tamud, na mahirap makamit.Samakatuwid, kinakailangan na bumuo ng isang instrumento na ginagaya ang spermatozoa upang suportahan ang mga pag-aaral ng sperm motility at agglutination behavior.Iniulat ni Brillard et al13 na ang average na haba ng sperm storage tubules sa adult chicks ay 400–600 µm, ngunit ang ilang SST ay maaaring hanggang 2000 µm.Hinati nina Mero at Ogasawara14 ang seminiferous glands sa pinalaki at hindi pinalaki na sperm storage tubules, na pareho ang haba (~500 µm) at leeg (~38 µm), ngunit ang mean lumen diameter ng tubules ay 56.6 at 56.6 µm.., ayon sa pagkakabanggit 11.2 μm, ayon sa pagkakabanggit.Sa kasalukuyang pag-aaral, gumamit kami ng microfluidic device na may sukat ng channel na 200 µm × 20 µm (W × H), na ang cross section ay medyo malapit sa pinalakas na SST.Bilang karagdagan, sinuri namin ang sperm motility at agglutination behavior sa dumadaloy na fluid, na naaayon sa hypothesis ng Foreman na ang fluid na ginawa ng SST epithelial cells ay nagpapanatili ng sperm sa lumen sa isang countercurrent (rheological) na direksyon.
Ang layunin ng pag-aaral na ito ay upang malampasan ang mga problema ng pagmamasid sa spermatozoa motility sa fallopian tube at upang maiwasan ang mga kahirapan sa pag-aaral ng rheology at pag-uugali ng spermatozoa sa isang dinamikong kapaligiran.Ginamit ang microfluidic device na lumilikha ng hydrostatic pressure upang gayahin ang sperm motility sa maselang bahagi ng katawan ng manok.
Kapag na-load ang isang patak ng isang diluted na sample ng sperm (1:40) sa microchannel device, maaaring matukoy ang dalawang uri ng sperm motility (hiwalay na sperm at bound sperm).Bilang karagdagan, ang spermatozoa ay madalas na lumangoy laban sa kasalukuyang (positibong rheology; video 1, 2). Bagaman ang mga bundle ng sperm ay may mas mababang bilis kaysa sa malungkot na tamud (p <0.001), nadagdagan nila ang porsyento ng sperm na nagpapakita ng positibong rheotaxis (p <0.001; Talahanayan 2). Bagaman ang mga bundle ng sperm ay may mas mababang bilis kaysa sa malungkot na tamud (p <0.001), nadagdagan nila ang porsyento ng sperm na nagpapakita ng positibong rheotaxis (p <0.001; Talahanayan 2). Хотя пучки сперматозоидов имели более низкую скорость, чем у одиночныпх сперматозоидов (p < 0,001), оничиность дов, демонстрирующих положительный реотаксис (p < 0,001; таблица 2). Bagaman ang mga bundle ng spermatozoa ay may mas mababang bilis kaysa sa iisang spermatozoa (p <0.001), nadagdagan nila ang porsyento ng spermatozoa na nagpapakita ng positibong rheotaxis (p <0.001; Talahanayan 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浐的示阳性流的示阳性流的示阳性浐的百加< 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 癔浐倧 浯性（p <0.001 ； 2……..））））） Хотя скорость пучков сперматозоидов была ниже, чем у одиночных спермаптозоидов (p < 0,001), они увеличирдит това жительной реологией (p < 0,001; таблица 2). Kahit na ang bilis ng mga bundle ng tamud ay mas mababa kaysa sa iisang spermatozoa (p <0.001), nadagdagan nila ang porsyento ng spermatozoa na may positibong rheology (p <0.001; Talahanayan 2).Ang positibong rheology para sa solong spermatozoa at tufts ay tinatantya sa humigit-kumulang 53% at 85%, ayon sa pagkakabanggit.
Napagmasdan na ang spermatozoa ng mga manok ng sharkasi kaagad pagkatapos ng bulalas ay bumubuo ng mga linear na bundle, na binubuo ng dose-dosenang mga indibidwal.Ang mga tuft na ito ay tumataas ang haba at kapal sa paglipas ng panahon at maaaring manatili sa vitro ng ilang oras bago mawala (video 3).Ang mga filamentous na bundle na ito ay hugis tulad ng echidna spermatozoa na bumubuo sa dulo ng epididymis.Ang sharkashi hen semen ay napag-alaman na may mataas na tendensiyang mag-aglutinate at bumuo ng isang reticulate bundle sa loob ng wala pang isang minuto pagkatapos ng koleksyon.Ang mga beam na ito ay pabago-bago at kayang dumikit sa anumang malapit na pader o static na bagay.Bagaman binabawasan ng mga bundle ng tamud ang bilis ng mga selula ng tamud, malinaw na sa macroscopically pinapataas nila ang kanilang linearity.Ang haba ng mga bundle ay nag-iiba depende sa bilang ng tamud na nakolekta sa mga bundle.Dalawang bahagi ng bundle ang nahiwalay: ang unang bahagi, kabilang ang libreng ulo ng agglutinated sperm, at ang terminal na bahagi, kabilang ang buntot at ang buong distal na dulo ng sperm.Gamit ang isang high-speed camera (950 fps), ang mga libreng ulo ng agglutinated spermatozoa ay naobserbahan sa paunang bahagi ng bundle, na responsable para sa paggalaw ng bundle dahil sa kanilang oscillatory motion, pagkaladkad sa mga natitira sa bundle na may helical motion (Video 4).Gayunpaman, sa mahabang tufts, ito ay na-obserbahan na ang ilang mga libreng tamud ulo adhered sa katawan at ang terminal na bahagi ng tuft ay nagsisilbing vanes upang makatulong na itulak ang tuft.
Habang nasa isang mabagal na daloy ng likido, ang mga bundle ng tamud ay gumagalaw parallel sa isa't isa, gayunpaman, nagsisimula silang mag-overlap at dumikit sa lahat ng bagay na hindi pa rin, upang hindi mahugasan ng kasalukuyang daloy habang tumataas ang bilis ng daloy.Ang mga bundle ay nabuo kapag ang isang maliit na bilang ng mga selula ng tamud ay lumalapit sa isa't isa, nagsisimula silang gumalaw nang magkakasabay at bumabalot sa bawat isa, at pagkatapos ay dumikit sa isang malagkit na sangkap.Ipinapakita ng figure 1 at 2 kung paano lumalapit ang tamud sa isa't isa, na bumubuo ng isang junction habang ang mga buntot ay bumabalot sa isa't isa.
Inilapat ng mga mananaliksik ang hydrostatic pressure upang lumikha ng daloy ng likido sa isang microchannel upang pag-aralan ang sperm rheology.Isang microchannel na may sukat na 200 µm × 20 µm (W × H) at isang haba na 3.6 µm ang ginamit.Gumamit ng mga microchannel sa pagitan ng mga lalagyan na may mga syringe na nilagyan sa mga dulo.Ginamit ang pangkulay ng pagkain upang gawing mas nakikita ang mga channel.
Ikabit ang mga interconnect na cable at accessories sa dingding.Kinuha ang video gamit ang isang phase contrast microscope.Sa bawat larawan, ipinapakita ang phase contrast microscopy at pagmamapa ng mga imahe.(A) Ang koneksyon sa pagitan ng dalawang stream ay lumalaban sa daloy dahil sa helical motion (pulang arrow).(B) Ang koneksyon sa pagitan ng tube bundle at ng channel wall (pulang mga arrow), sa parehong oras ay konektado sila sa dalawang iba pang mga bundle (dilaw na mga arrow).(C) Ang mga bundle ng tamud sa microfluidic channel ay nagsisimulang kumonekta sa isa't isa (mga pulang arrow), na bumubuo ng isang mata ng mga bundle ng tamud.(D) Pagbubuo ng isang network ng mga bundle ng tamud.
Kapag ang isang patak ng diluted sperm ay na-load sa microfluidic device at isang daloy ay nalikha, ang sperm beam ay naobserbahang gumagalaw laban sa direksyon ng daloy.Ang mga bundle ay magkasya nang mahigpit sa mga dingding ng mga microchannel, at ang mga libreng ulo sa unang bahagi ng mga bundle ay magkasya nang mahigpit sa kanila (video 5).Nananatili rin sila sa anumang nakatigil na mga particle sa kanilang dinadaanan, tulad ng mga labi, upang pigilan ang pagkatangay ng agos.Sa paglipas ng panahon, ang mga tuft na ito ay nagiging mahahabang filament na nakakabit sa iba pang solong spermatozoa at mas maikling tufts (Video 6).Habang ang daloy ay nagsisimula nang bumagal, ang mahahabang linya ng tamud ay nagsisimulang bumuo ng isang network ng mga linya ng tamud (Video 7; Larawan 2).
Sa mataas na bilis ng daloy (V > 33 µm/s), ang mga spiral na paggalaw ng mga thread ay tumataas bilang isang pagtatangka na saluhin ang maraming indibidwal na sperm na bumubuo ng mga bundle na mas mahusay na lumalaban sa drifting force ng daloy. Sa mataas na bilis ng daloy (V > 33 µm/s), ang mga spiral na paggalaw ng mga thread ay tumataas bilang isang pagtatangka na saluhin ang maraming indibidwal na sperm na bumubuo ng mga bundle na mas mahusay na lumalaban sa drifting force ng daloy. При высокой скорости потока (V > 33 мкм/с) спиралевидные движения нитей усиливаются, поскольку они пиралевидные движения нитей усиливаются, поскольку они пытаются потьмится ерматозоидов, образующих пучки, которые лучше противостоят дрейфующей силе потока. Sa mataas na rate ng daloy (V > 33 µm/s), tumataas ang helical na paggalaw ng mga strand habang sinusubukan nilang saluhin ang maraming indibidwal na spermatozoa na bumubuo ng mga bundle na mas kayang lumaban sa drifting force ng daloy.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，更天流动的漂移力。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 与 许 单 与抵抗 的 漂移力。。。。。。。。 При высоких скоростях потока (V > 33 мкм/с) спиральное движение нитей увеличивается в попытке захватить томожество множество множество т бразующих пучки, чтобы лучше сопротивляться силам дрейфа потока. Sa mataas na rate ng daloy (V > 33 µm/s), tumataas ang helical na paggalaw ng mga filament sa pagtatangkang makuha ang maraming indibidwal na spermatozoa na bumubuo ng mga bundle upang mas mahusay na labanan ang mga drift force ng daloy.Sinubukan din nilang ikabit ang mga microchannel sa mga sidewall.
Ang mga bundle ng tamud ay kinilala bilang mga kumpol ng mga ulo ng tamud at mga kulot na buntot gamit ang light microscopy (LM).Ang mga bundle ng sperm na may iba't ibang aggregate ay natukoy din bilang twisted head at flagellar aggregates, multiple fused sperm tails, sperm heads na nakakabit sa isang buntot, at sperm heads na may baluktot na nuclei bilang multiple fused nuclei.transmission electron microscopy (TEM).Ang pag-scan ng electron microscopy (SEM) ay nagpakita na ang sperm bundle ay sheathed aggregates ng sperm heads at ang sperm aggregates ay nagpakita ng isang naka-attach na network ng mga nakabalot na buntot.
Ang morphology at ultrastructure ng spermatozoa, ang pagbuo ng mga bundle ng spermatozoa ay pinag-aralan gamit ang light microscopy (half section), scanning electron microscopy (SEM) at transmission electron microscopy (TEM), sperm smears ay nabahiran ng acridine orange at sinuri gamit ang epifluorescence microscopy.
Ang paglamlam ng sperm smear na may acridine orange (Larawan 3B) ay nagpakita na ang mga ulo ng tamud ay magkakadikit at natatakpan ng materyal na secretory, na humantong sa pagbuo ng malalaking tufts (Fig. 3D).Ang mga bundle ng tamud ay binubuo ng mga pinagsama-samang tamud na may isang network ng mga nakakabit na buntot (Larawan 4A-C).Ang mga bundle ng tamud ay binubuo ng mga buntot ng maraming spermatozoa na magkakadikit (Larawan 4D).Tinakpan ng mga lihim (Fig. 4E,F) ang mga ulo ng mga bundle ng spermatozoa.
Ang pagbuo ng bundle ng spermatozoa Ang paggamit ng phase contrast microscopy at sperm smears na may bahid ng acridine orange, ay nagpakita na ang mga ulo ng spermatozoa ay magkadikit.(A) Ang maagang pagbuo ng sperm tuft ay nagsisimula sa isang sperm (white circle) at tatlong sperm (dilaw na bilog), na ang spiral ay nagsisimula sa buntot at nagtatapos sa ulo.(B) Photomicrograph ng isang sperm smear na nabahiran ng acridine orange na nagpapakita ng mga nakadikit na sperm head (mga arrow).Sinasaklaw ng discharge ang (mga) ulo.Magnification × 1000. (C) Pag-develop ng isang malaking beam na dinadala ng daloy sa isang microfluidic channel (gamit ang high speed camera sa 950 fps).(D) Micrograph ng isang sperm smear na nabahiran ng acridine orange na nagpapakita ng malalaking tufts (arrow).Pagpapalaki: ×200.
Pag-scan ng electron micrograph ng isang sperm beam at isang sperm smear na nabahiran ng acridine orange.Ang (A, B, D, E) ay mga digital color scanning electron micrographs ng spermatozoa, at ang C at F ay mga micrographs ng acridine orange stained sperm smears na nagpapakita ng attachment ng maramihang spermatozoa na bumabalot sa caudal web.(AC) Ang mga pinagsama-samang tamud ay ipinapakita bilang isang network ng mga nakakabit na buntot (mga arrow).(D) Pagdikit ng ilang spermatozoa (na may malagkit na substansiya, pink na balangkas, arrow) na bumabalot sa buntot.(E at F) Ang mga sperm head aggregates (pointer) na natatakpan ng malagkit na materyal (pointers).Ang spermatozoa ay bumuo ng mga bundle na may ilang vortex-like structures (F).(C) ×400 at (F) ×200 magnification.
Gamit ang transmission electron microscopy, nalaman namin na ang mga bundle ng sperm ay may nakakabit na mga buntot (Fig. 6A, C), mga ulo na nakakabit sa mga buntot (Fig. 6B), o mga ulo na nakakabit sa mga buntot (Fig. 6D).Ang mga ulo ng spermatozoa sa bundle ay hubog, na nagpapakita sa seksyon ng dalawang nuclear na rehiyon (Larawan 6D).Sa incision bundle, ang spermatozoa ay may baluktot na ulo na may dalawang nuklear na rehiyon at maraming flagellar na rehiyon (Larawan 5A).
Digital color electron micrograph na nagpapakita ng nagdudugtong na mga buntot sa sperm bundle at ang agglutinating material na nagkokonekta sa sperm head.(A) Naka-attach na buntot ng isang malaking bilang ng spermatozoa.Pansinin ang hitsura ng buntot sa parehong portrait (arrow) at landscape (arrow) projection.(B) Ang ulo (arrow) ng tamud ay konektado sa buntot (arrow).(C) Maraming sperm tail (arrow) ang nakakabit.(D) Ang materyal na aglutinasyon (AS, asul) ay nag-uugnay sa apat na ulo ng tamud (purple).
Ang pag-scan ng electron microscopy ay ginamit upang makita ang mga sperm head sa mga sperm bundle na natatakpan ng mga secretions o membranes (Figure 6B), na nagpapahiwatig na ang mga sperm bundle ay naka-angkla ng extracellular material.Ang agglutinated na materyal ay puro sa sperm head (jellyfish head-like assembly; Fig. 5B) at pinalawak sa distal, na nagbibigay ng makikinang na dilaw na anyo sa ilalim ng fluorescence microscopy kapag nabahiran ng acridine orange (Fig. 6C).Ang sangkap na ito ay malinaw na nakikita sa ilalim ng isang scanning microscope at itinuturing na isang binder.Ang mga semi-manipis na seksyon (Larawan 5C) at mga sperm smear na nabahiran ng acridine orange ay nagpakita ng mga bundle ng sperm na naglalaman ng mga ulo at kulot na buntot (Fig. 5D).
Iba't ibang photomicrograph na nagpapakita ng pagsasama-sama ng mga ulo ng tamud at nakatiklop na buntot gamit ang iba't ibang pamamaraan.(A) Cross-sectional na digital color transmission electron micrograph ng isang sperm bundle na nagpapakita ng coiled sperm head na may dalawang bahagi na nucleus (asul) at ilang flagellar na bahagi (berde).(B) Digital color scanning electron micrograph na nagpapakita ng isang kumpol ng mga ulo ng tamud na parang dikya (mga arrow) na mukhang natatakpan.(C) Semi-manipis na seksyon na nagpapakita ng pinagsama-samang mga ulo ng tamud (mga arrow) at mga kulot na buntot (mga arrow).(D) Micrograph ng isang sperm smear na nabahiran ng acridine orange na nagpapakita ng mga pinagsama-samang sperm head (arrow) at curled adherent tails (arrow).Tandaan na ang isang malagkit na substansiya (S) ay sumasakop sa ulo ng spermatozoon.(D) × 1000 magnification.
Gamit ang transmission electron microscopy (Larawan 7A), napansin din na ang mga ulo ng tamud ay baluktot at ang nuclei ay may hugis na spiral, gaya ng kinumpirma ng mga sperm smear na nabahiran ng acridine orange at sinuri gamit ang fluorescence microscopy (Larawan 7B).
(A) Digital color transmission electron micrograph at (B) Acridine orange stained sperm smear na nagpapakita ng mga coiled head at attachment ng sperm heads and tails (arrows).(B) × 1000 magnification.
Ang isang kawili-wiling natuklasan ay ang sperm ni Sharkazi ay nagsasama-sama upang bumuo ng mga mobile filamentous na bundle.Ang mga katangian ng mga bundle na ito ay nagpapahintulot sa amin na maunawaan ang kanilang posibleng papel sa pagsipsip at pag-iimbak ng spermatozoa sa SST.
Pagkatapos mag-asawa, ang tamud ay pumapasok sa puki at sumasailalim sa isang matinding proseso ng pagpili, na nagreresulta sa limitadong bilang ng tamud na pumapasok sa SST15,16.Sa ngayon, ang mga mekanismo ng pagpasok at paglabas ng tamud sa SST ay hindi malinaw.Sa manok, ang spermatozoa ay iniimbak sa SST para sa isang pinalawig na panahon ng 2 hanggang 10 linggo, depende sa species6.Nananatili ang kontrobersya tungkol sa kondisyon ng semilya habang iniimbak sa SST.Gumagalaw ba sila o nagpapahinga?Sa madaling salita, paano pinapanatili ng mga sperm cell ang kanilang posisyon sa SST nang napakatagal?
Iminungkahi ni Forman4 na ang paninirahan at pagbuga ng SST ay maaaring ipaliwanag sa mga tuntunin ng sperm motility.Ipinapalagay ng mga may-akda na pinapanatili ng semilya ang kanilang posisyon sa pamamagitan ng paglangoy laban sa daloy ng likido na nilikha ng SST epithelium at ang semilya ay ilalabas mula sa SST kapag ang kanilang tulin ay bumaba sa ibaba ng punto kung saan sila nagsimulang lumipat pabalik dahil sa kakulangan ng enerhiya.Kinumpirma ni Zaniboni5 ang pagkakaroon ng mga aquaporins 2, 3, at 9 sa apikal na bahagi ng SST epithelial cells, na maaaring hindi direktang sumusuporta sa modelo ng sperm storage ng Foreman.Sa kasalukuyang pag-aaral, nalaman namin na halos kalahati ng spermatozoa ni Sharkashi ay nagpapakita ng positibong rheology sa dumadaloy na likido, at ang pinagsama-samang mga bundle ng sperm ay nagpapataas sa bilang ng spermatozoa na nagpapakita ng positibong rheology, bagama't pinapabagal ng aglutinasyon ang mga ito.Hindi lubos na nauunawaan kung paano naglalakbay ang mga sperm cell sa fallopian tube ng ibon patungo sa lugar ng pagpapabunga.Sa mammals, ang follicular fluid chemoattracts spermatozoa.Gayunpaman, ang mga chemoattractant ay pinaniniwalaan na nagdidirekta ng spermatozoa sa malalayong distansya7.Samakatuwid, ang iba pang mga mekanismo ay responsable para sa transportasyon ng tamud.Ang kakayahan ng sperm na mag-orient at dumaloy laban sa fallopian tube fluid na inilabas pagkatapos ng pag-asawa ay naiulat na isang pangunahing kadahilanan sa pag-target ng sperm sa mga daga.Iminungkahi ni Parker 17 na tumawid ang spermatozoa sa mga oviduct sa pamamagitan ng paglangoy laban sa ciliary current sa mga ibon at reptilya.Bagama't hindi ito naipakita sa eksperimento sa mga ibon, si Adolphi18 ang unang nakakita na ang avian sperm ay nagbibigay ng mga positibong resulta kapag ang isang manipis na layer ng likido sa pagitan ng isang coverslip at slide ay nilikha gamit ang isang strip ng filter na papel.Rheology.Sina Hino at Yanagimachi [19] ay naglagay ng mouse ovary-tubal-uterine complex sa isang perfusion ring at nag-inject ng 1 µl ng tinta sa isthmus upang mailarawan ang daloy ng likido sa mga fallopian tubes.Napansin nila ang isang napaka-aktibong paggalaw ng pag-urong at pagpapahinga sa fallopian tube, kung saan ang lahat ng mga bola ng tinta ay patuloy na gumagalaw patungo sa ampulla ng fallopian tube.Binibigyang-diin ng mga may-akda ang kahalagahan ng daloy ng tubal fluid mula sa ibaba hanggang sa itaas na mga fallopian tubes para sa pagtaas ng tamud at pagpapabunga.Iniulat ni Brillard20 na sa mga manok at pabo, lumilipat ang spermatozoa sa pamamagitan ng aktibong paggalaw mula sa pasukan ng vaginal, kung saan sila nakaimbak, patungo sa utero-vaginal junction, kung saan sila nakaimbak.Gayunpaman, ang paggalaw na ito ay hindi kinakailangan sa pagitan ng uterovaginal junction at infundibulum dahil ang spermatozoa ay dinadala sa pamamagitan ng passive displacement.Alam ang mga naunang rekomendasyong ito at ang mga resulta na nakuha sa kasalukuyang pag-aaral, maaaring ipagpalagay na ang kakayahan ng spermatozoa na lumipat sa itaas ng agos (rheology) ay isa sa mga katangian kung saan nakabatay ang proseso ng pagpili.Tinutukoy nito ang pagdaan ng spermatozoa sa puki at ang pagpasok nito sa CCT para sa imbakan.Gaya ng iminungkahi ng Forman4, maaari rin nitong mapadali ang proseso ng pagpasok ng tamud sa SST at sa tirahan nito sa loob ng isang panahon at pagkatapos ay lumabas kapag nagsimula nang bumagal ang kanilang bilis.
Sa kabilang banda, iminungkahi ng Matsuzaki at Sasanami 21 na ang avian spermatozoa ay sumailalim sa mga pagbabago sa motility mula sa dormancy hanggang sa motility sa male at female reproductive tract.Ang pagsugpo sa resident sperm motility sa SST ay iminungkahi upang ipaliwanag ang mahabang oras ng pag-iimbak ng sperm at pagkatapos ay rejuvenation pagkatapos umalis sa SST.Sa ilalim ng hypoxic na kondisyon, Matsuzaki et al.1 ay nag-ulat ng mataas na produksyon at pagpapalabas ng lactate sa SST, na maaaring humantong sa pagsugpo ng resident sperm motility.Sa kasong ito, ang kahalagahan ng sperm rheology ay makikita sa pagpili at pagsipsip ng spermatozoa, at hindi sa kanilang imbakan.
Ang pattern ng sperm agglutination ay itinuturing na isang makatwirang paliwanag para sa mahabang panahon ng pag-iimbak ng sperm sa SST, dahil ito ay isang karaniwang pattern ng sperm retention sa poultry2,22,23.Bakst et al.2 napansin na ang karamihan sa spermatozoa ay sumunod sa isa't isa, na bumubuo ng mga fascicular aggregate, at ang solong spermatozoa ay bihirang matagpuan sa quail CCM.Sa kabilang banda, sina Wen et al.24 ay napansin ang mas maraming nakakalat na spermatozoa at mas kaunting spermatozoa tufts sa SST lumen sa mga manok.Batay sa mga obserbasyon na ito, maaaring ipagpalagay na ang propensity para sa sperm agglutination ay naiiba sa pagitan ng mga ibon at sa pagitan ng spermatozoa sa parehong ejaculate.Bilang karagdagan, si Van Krey et al.Iminungkahi ng 9 na ang random na dissociation ng agglutinated spermatozoa ay responsable para sa unti-unting pagtagos ng spermatozoa sa lumen ng fallopian tube.Ayon sa hypothesis na ito, ang spermatozoa na may mas mababang kapasidad ng agglutination ay dapat na paalisin muna mula sa SST.Sa kontekstong ito, ang kakayahan ng spermatozoa na mag-aglutinate ay maaaring isang salik na nakakaimpluwensya sa kinalabasan ng kumpetisyon ng tamud sa maruruming ibon.Bilang karagdagan, kung mas matagal ang agglutinated sperm dissociates, mas matagal ang fertility ay pinananatili.
Bagaman ang pagsasama-sama at pagsasama-sama ng spermatozoa sa mga bundle ay naobserbahan sa ilang mga pag-aaral2, 22, 24, hindi pa sila inilarawan nang detalyado dahil sa pagiging kumplikado ng kanilang kinematic na pagmamasid sa loob ng SST.Ilang mga pagtatangka ang ginawa upang pag-aralan ang sperm agglutination sa vitro.Ang malawak ngunit lumilipas na pagsasama-sama ay naobserbahan nang ang manipis na kawad ay tinanggal mula sa nakalawit na patak ng binhi.Ito ay humahantong sa ang katunayan na ang isang pinahabang bula ay nakausli mula sa patak, na ginagaya ang seminal glandula.Dahil sa mga limitasyon sa 3D at maikling oras ng pagpapatuyo ng pagtulo, mabilis na nasira ang buong bloke9.Sa kasalukuyang pag-aaral, gamit ang mga manok ng Sharkashi at microfluidic chips, nagawa naming ilarawan kung paano nabuo ang mga tuft na ito at kung paano sila gumagalaw.Ang mga bundle ng tamud ay nabuo kaagad pagkatapos ng koleksyon ng semilya at natagpuang gumagalaw sa isang spiral, na nagpapakita ng positibong rheology kapag naroroon sa daloy.Higit pa rito, kapag tiningnan sa macroscopically, ang mga sperm bundle ay naobserbahan upang mapataas ang linearity ng motility kumpara sa nakahiwalay na spermatozoa.Ito ay nagmumungkahi na ang sperm agglutination ay maaaring mangyari bago ang SST penetration at ang sperm production ay hindi limitado sa isang maliit na lugar dahil sa stress gaya ng naunang iminungkahi (Tingari at Lake12).Sa panahon ng pagbuo ng tuft, ang spermatozoa ay lumalangoy nang magkakasabay hanggang sa sila ay bumuo ng isang junction, pagkatapos ang kanilang mga buntot ay bumabalot sa isa't isa at ang ulo ng spermatozoon ay nananatiling libre, ngunit ang buntot at malayong bahagi ng spermatozoon ay dumidikit na may malagkit na sangkap.Samakatuwid, ang libreng ulo ng ligament ay may pananagutan para sa paggalaw, pag-drag sa natitirang bahagi ng ligament.Ang pag-scan ng electron microscopy ng mga bundle ng sperm ay nagpakita ng mga nakakabit na sperm head na natatakpan ng maraming malagkit na materyal, na nagmumungkahi na ang mga sperm head ay nakakabit sa mga resting bundle, na maaaring naganap pagkatapos makarating sa storage site (SST).
Kapag ang isang sperm smear ay nabahiran ng acridine orange, ang extracellular adhesive material sa paligid ng sperm cells ay makikita sa ilalim ng fluorescent microscope.Ang sangkap na ito ay nagpapahintulot sa mga bundle ng tamud na dumikit at kumapit sa anumang nakapalibot na mga ibabaw o mga particle upang hindi sila maanod sa nakapaligid na daloy.Kaya, ipinapakita ng aming mga obserbasyon ang papel ng pagdirikit ng spermatozoa sa anyo ng mga mobile na bundle.Ang kanilang kakayahang lumangoy laban sa agos at dumikit sa kalapit na mga ibabaw ay nagpapahintulot sa tamud na manatili nang mas matagal sa SST.
Gumamit si Rothschild25 ng isang hemocytometry camera upang pag-aralan ang lumulutang na pamamahagi ng bovine semen sa isang patak ng suspensyon, na kumukuha ng mga photomicrograph sa pamamagitan ng isang camera na may parehong vertical at horizontal optical axis ng mikroskopyo.Ang mga resulta ay nagpakita na ang spermatozoa ay naaakit sa ibabaw ng silid.Iminumungkahi ng mga may-akda na maaaring mayroong hydrodynamic na pakikipag-ugnayan sa pagitan ng tamud at sa ibabaw.Isinasaalang-alang ito, kasama ang kakayahan ng Sharkashi chick semen na bumuo ng malagkit na tufts, maaari nitong dagdagan ang posibilidad na ang semilya ay dumikit sa pader ng SST at maiimbak sa mahabang panahon.
Iniulat ni Bccetti at Afzeliu26 na ang sperm glycocalyx ay kinakailangan para sa pagkilala sa gamete at agglutination.Napansin ni Forman10 na ang hydrolysis ng mga α-glycosidic bond sa glycoprotein-glycolipid coatings sa pamamagitan ng paggamot sa avian semen na may neuraminidase ay nagresulta sa pagbawas ng fertility nang hindi naaapektuhan ang sperm motility.Iminumungkahi ng mga may-akda na ang epekto ng neuraminidase sa glycocalyx ay nakakapinsala sa sperm sequestration sa utero-vaginal junction, sa gayon ay binabawasan ang pagkamayabong.Hindi maaaring balewalain ng kanilang mga obserbasyon ang posibilidad na ang paggamot sa neuraminidase ay maaaring mabawasan ang pagkilala sa tamud at oocyte.Nalaman nina Forman at Engel10 na ang fertility ay nabawasan kapag ang mga inahin ay inseminated intravaginally na may semilya na ginagamot sa neuraminidase.Gayunpaman, ang IVF na may neuraminidase treated sperm ay hindi nakaapekto sa fertility kumpara sa control chickens.Napagpasyahan ng mga may-akda na ang mga pagbabago sa glycoprotein-glycolipid coating sa paligid ng sperm membrane ay nagbawas sa kakayahan ng sperm na mag-fertilize sa pamamagitan ng pagpapahina ng sequestration ng sperm sa utero-vaginal junction, na kung saan ay nadagdagan ang sperm loss dahil sa bilis ng utero-vaginal junction, ngunit hindi nakakaapekto sa sperm at egg recognition.
Sa mga turkey na sina Bakst at Bauchan 11 ay natagpuan ang maliliit na vesicle at mga fragment ng lamad sa lumen ng SST at naobserbahan na ang ilan sa mga butil na ito ay sumanib sa sperm membrane.Iminumungkahi ng mga may-akda na ang mga ugnayang ito ay maaaring mag-ambag sa pangmatagalang imbakan ng spermatozoa sa SST.Gayunpaman, hindi tinukoy ng mga mananaliksik ang pinagmulan ng mga particle na ito, kung ang mga ito ay itinago ng CCT epithelial cells, ginawa at itinago ng male reproductive system, o ginawa ng sperm mismo.Gayundin, ang mga particle na ito ay responsable para sa aglutinasyon.Iniulat ni Grützner et al27 na ang epididymal epithelial cells ay gumagawa at naglalabas ng isang tiyak na protina na kinakailangan para sa pagbuo ng single-pore seminal tracts.Iniulat din ng mga may-akda na ang pagpapakalat ng mga bundle na ito ay nakasalalay sa pakikipag-ugnayan ng mga protina ng epididymal.Nalaman ni Nixon et al28 na ang adnexa ay naglalabas ng protina, ang acidic cysteine-rich osteonectin;Ang SPARC ay kasangkot sa pagbuo ng sperm tufts sa mga short-beaked echidnas at platypuses.Ang pagkalat ng mga beam na ito ay nauugnay sa pagkawala ng protina na ito.
Sa kasalukuyang pag-aaral, ang ultrastructural analysis gamit ang electron microscopy ay nagpakita na ang spermatozoa ay sumunod sa isang malaking halaga ng siksik na materyal.Ang mga sangkap na ito ay pinaniniwalaang responsable para sa agglutination na nag-condense sa pagitan at sa paligid ng mga nakadikit na ulo, ngunit sa mas mababang konsentrasyon sa rehiyon ng buntot.Ipinapalagay namin na ang agglutinating substance na ito ay excreted mula sa male reproductive system (epididymis o vas deferens) kasama ng semen, dahil madalas nating napapansin ang semen na naghihiwalay sa lymph at seminal plasma sa panahon ng bulalas.Naiulat na habang dumadaan ang avian spermatozoa sa epididymis at vas deferens, sumasailalim sila sa mga pagbabagong nauugnay sa pagkahinog na sumusuporta sa kanilang kakayahang magbigkis ng mga protina at makakuha ng mga glycoprotein na nauugnay sa lemma ng plasma.Ang pagtitiyaga ng mga protina na ito sa mga resident sperm membrane sa SST ay nagmumungkahi na ang mga protina na ito ay maaaring makaimpluwensya sa pagkuha ng sperm membrane stability 30 at matukoy ang kanilang fertility 31 .Iniulat ni Ahammad et al32 na ang spermatozoa na nakuha mula sa iba't ibang bahagi ng male reproductive system (mula sa testes hanggang sa distal vas deferens) ay nagpakita ng progresibong pagtaas ng viability sa ilalim ng mga kondisyon ng pag-iimbak ng likido, anuman ang temperatura ng imbakan, at ang viability sa mga manok ay tumataas din sa fallopian tubes pagkatapos ng artipisyal na pagpapabinhi.
Ang Sharkashi chicken sperm tufts ay may iba't ibang katangian at pag-andar kaysa sa iba pang mga species tulad ng echidnas, platypuses, wood mice, deer rats, at guinea pig.Sa mga manok ng sharkasi, ang pagbuo ng mga bundle ng spermatozoa ay nabawasan ang kanilang bilis ng paglangoy kumpara sa solong spermatozoa.Gayunpaman, pinataas ng mga bundle na ito ang porsyento ng rheologically positive spermatozoa at pinataas ang kakayahan ng spermatozoa na patatagin ang kanilang mga sarili sa isang dynamic na kapaligiran.Kaya, kinumpirma ng aming mga resulta ang nakaraang mungkahi na ang sperm agglutination sa SST ay nauugnay sa pangmatagalang imbakan ng sperm.Ini-hypothesize din namin na ang propensity ng sperm na bumuo ng tufts ay maaaring kontrolin ang rate ng sperm loss sa SST, na maaaring magbago sa resulta ng sperm competition.Ayon sa pagpapalagay na ito, ang spermatozoa na may mababang kapasidad ng agglutination ay naglalabas muna ng SST, habang ang spermatozoa na may mataas na kapasidad ng agglutination ay gumagawa ng karamihan sa mga supling.Ang pagbuo ng single-pore sperm bundle ay kapaki-pakinabang at nakakaapekto sa ratio ng magulang-anak, ngunit gumagamit ng ibang mekanismo.Sa mga echidna at platypus, ang spermatozoa ay nakaayos parallel sa isa't isa upang mapataas ang pasulong na bilis ng sinag.Ang mga bundle ng echidna ay gumagalaw nang halos tatlong beses na mas mabilis kaysa sa isang spermatozoa.Ito ay pinaniniwalaan na ang pagbuo ng naturang sperm tufts sa echidnas ay isang evolutionary adaptation upang mapanatili ang pangingibabaw, dahil ang mga babae ay promiscuous at kadalasang nakikipag-asawa sa ilang mga lalaki.Samakatuwid, ang spermatozoa mula sa iba't ibang ejaculates ay nakikipagkumpitensya nang husto para sa pagpapabunga ng itlog.
Ang pinagsama-samang spermatozoa ng mga manok na sharkasi ay madaling makita gamit ang phase contrast microscopy, na itinuturing na kapaki-pakinabang dahil pinapayagan nito ang madaling pag-aaral ng pag-uugali ng spermatozoa sa vitro.Ang mekanismo kung saan ang sperm tuft formation ay nagpo-promote ng pagpaparami sa mga manok ng sharkasi ay iba rin sa nakikita sa ilang placental mammal na kumakatawan sa cooperative sperm behavior gaya ng wood mice, kung saan ang ilang spermatozoa ay umaabot sa mga itlog, na tumutulong sa ibang mga kaugnay na indibidwal na maabot at masira ang kanilang mga itlog.upang patunayan ang iyong sarili.altruistikong pag-uugali.Self-fertilization 34. Ang isa pang halimbawa ng cooperative na pag-uugali sa spermatozoa ay natagpuan sa mga daga ng usa, kung saan ang spermatozoa ay nagawang kilalanin at pagsamahin sa pinaka-genetically related na spermatozoa at bumuo ng mga pangkat ng kooperatiba upang mapataas ang kanilang bilis kumpara sa walang kaugnayang spermatozoa35.
Ang mga resulta na nakuha sa pag-aaral na ito ay hindi sumasalungat sa teorya ni Foman ng pangmatagalang imbakan ng spermatozoa sa SWS.Ang mga mananaliksik ay nag-ulat na ang mga selula ng tamud ay patuloy na gumagalaw sa daloy ng mga epithelial cell na naglinya sa SST sa loob ng mahabang panahon, at pagkatapos ng isang tiyak na tagal ng panahon, ang mga tindahan ng enerhiya ng mga selula ng tamud ay nauubos, na nagreresulta sa pagbaba ng bilis, na nagpapahintulot sa pagpapatalsik ng mga maliliit na molekular na timbang na mga sangkap.enerhiya ng spermatozoa na may daloy ng likido mula sa lumen ng SST Ang cavity ng fallopian tube.Sa kasalukuyang pag-aaral, napagmasdan namin na ang kalahati ng solong tamud ay nagpakita ng kakayahang lumangoy laban sa mga dumadaloy na likido, at ang kanilang pagdirikit sa bundle ay nagpapataas ng kanilang kakayahang magpakita ng positibong rheology.Bukod dito, ang aming data ay naaayon sa mga Matsuzaki et al.1 na nag-ulat na ang tumaas na pagtatago ng lactate sa SST ay maaaring makapigil sa resident sperm motility.Gayunpaman, inilalarawan ng aming mga resulta ang pagbuo ng mga sperm motile ligament at ang kanilang rheological na pag-uugali sa pagkakaroon ng isang pabago-bagong kapaligiran sa loob ng isang microchannel sa isang pagtatangka na ipaliwanag ang kanilang pag-uugali sa SST.Ang hinaharap na pananaliksik ay maaaring tumuon sa pagtukoy ng kemikal na komposisyon at pinagmulan ng agglutinating agent, na walang alinlangan na makakatulong sa mga mananaliksik na bumuo ng mga bagong paraan upang mag-imbak ng likidong semilya at mapataas ang tagal ng fertility.
Labinlimang 30-linggong gulang na walang leeg na lalaking sharkasi (homozygous dominant; Na Na) ang napili bilang sperm donor sa pag-aaral.Ang mga ibon ay pinalaki sa Research Poultry Farm ng Faculty of Agriculture, Ashit University, Ashit Governorate, Egypt.Ang mga ibon ay inilagay sa mga indibidwal na hawla (30 x 40 x 40 cm), sumailalim sa isang magaan na programa (16 na oras ng liwanag at 8 oras ng kadiliman) at pinakain ng diyeta na naglalaman ng 160 g ng krudo na protina, 2800 kcal ng metabolizable energy, 35 g ng calcium bawat isa.5 gramo ng magagamit na posporus bawat kilo ng diyeta.
Ayon sa datos 36, 37, ang semilya ay nakolekta mula sa mga lalaki sa pamamagitan ng masahe sa tiyan.Isang kabuuang 45 sample ng semilya ang nakolekta mula sa 15 lalaki sa loob ng 3 araw.Ang semilya (n = 15/araw) ay agad na natunaw sa 1:1 (v:v) ng Belsville Poultry Semen Diluent, na naglalaman ng potassium diphosphate (1.27 g), monosodium glutamate monohydrate (0.867 g), fructose (0.5 d) anhydrous sodium.acetate (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) at H2O (100 ml), pH = 7, 5, osmolarity 333 mOsm/kgAng mga diluted na sample ng semen ay unang sinuri sa ilalim ng light microscope upang matiyak ang magandang kalidad ng semilya (moisture) at pagkatapos ay inimbak sa isang paliguan ng tubig sa 37°C hanggang gamitin sa loob ng kalahating oras pagkatapos ng koleksyon.
Ang kinematics at rheology ng spermatozoa ay inilarawan gamit ang isang sistema ng mga microfluidic device.Ang mga sample ng semilya ay higit pang natunaw sa 1:40 sa Beltsville Avian Semen Diluent, na-load sa isang microfluidic device (tingnan sa ibaba), at ang mga kinetic na parameter ay natukoy gamit ang isang Computerized Semen Analysis (CASA) system na dati nang binuo para sa microfluidics characterization.sa mobility ng spermatozoa sa liquid media (Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, Assiut University, Egypt).Maaaring ma-download ang plugin sa: http://www.assiutmicrofluidics.com/research/casa39.Ang bilis ng curve (VCL, μm/s), linear velocity (VSL, μm/s) at average na bilis ng trajectory (VAP, μm/s) ay sinusukat.Ang mga video ng spermatozoa ay kinuha gamit ang isang inverted Optika XDS-3 phase contrast microscope (na may 40x na layunin) na konektado sa isang Tucson ISH1000 camera sa 30 fps sa loob ng 3 s.Gamitin ang CASA software upang pag-aralan ang hindi bababa sa tatlong lugar at 500 sperm trajectory bawat sample.Ang na-record na video ay naproseso gamit ang isang gawang bahay na CASA.Ang kahulugan ng motility sa CASA plug-in ay batay sa bilis ng paglangoy ng tamud kumpara sa rate ng daloy, at hindi kasama ang iba pang mga parameter tulad ng side-to-side na paggalaw, dahil ito ay napag-alaman na mas maaasahan sa daloy ng likido.Ang rheological motion ay inilarawan bilang ang paggalaw ng mga sperm cell laban sa direksyon ng daloy ng fluid.Ang spermatozoa na may rheological properties ay hinati sa bilang ng motile spermatozoa;Ang spermatozoa na nasa pahinga at convectively moving spermatozoa ay hindi kasama sa bilang.
Ang lahat ng mga kemikal na ginamit ay nakuha mula sa Elgomhoria Pharmaceuticals (Cairo, Egypt) maliban kung iba ang nabanggit.Ang aparato ay ginawa tulad ng inilarawan ni El-sherry et al.40 na may ilang mga pagbabago.Kasama sa mga materyales na ginamit sa paggawa ng mga microchannel ang mga glass plate (Howard Glass, Worcester, MA), SU-8-25 negatibong paglaban (MicroChem, Newton, CA), diacetone alcohol (Sigma Aldrich, Steinheim, Germany), at polyacetone.-184, Dow Corning, Midland, Michigan).Ang mga microchannel ay gawa gamit ang malambot na lithography.Una, ang isang malinaw na proteksiyon na maskara sa mukha na may nais na disenyo ng microchannel ay naka-print sa isang printer na may mataas na resolution (Prismatic, Cairo, Egypt at Pacific Arts and Design, Markham, ON).Ang mga master ay ginawa gamit ang mga glass plate bilang substrates.Ang mga plato ay nilinis sa acetone, isopropanol at deionized na tubig at pagkatapos ay pinahiran ng 20 µm layer ng SU8-25 sa pamamagitan ng spin coating (3000 rpm, 1 min).Ang mga layer ng SU-8 ay malumanay na pinatuyo (65°C, 2 min at 95°C, 10 min) at nalantad sa UV radiation sa loob ng 50 s.Maghurno pagkatapos ng pagkakalantad sa 65°C at 95°C sa loob ng 1 min at 4 na min upang i-crosslink ang nakalantad na mga layer ng SU-8, na sinusundan ng pagbuo sa diacetone alcohol sa loob ng 6.5 min.I-bake nang husto ang mga waffles (200°C sa loob ng 15 min) para lalong patigasin ang layer ng SU-8.
Ang PDMS ay inihanda sa pamamagitan ng paghahalo ng monomer at hardener sa isang ratio ng timbang na 10:1, pagkatapos ay na-degassed sa isang vacuum desiccator at ibinuhos sa SU-8 main frame.Ang PDMS ay pinagaling sa isang oven (120°C, 30 min), pagkatapos ay ang mga channel ay pinutol, ihiwalay mula sa master, at butas-butas upang payagan ang mga tubo na nakakabit sa pasukan at labasan ng microchannel.Sa wakas, ang mga microchannel ng PDMS ay permanenteng nakakabit sa mga slide ng mikroskopyo gamit ang isang portable corona processor (Electro-Technic Products, Chicago, IL) tulad ng inilarawan sa ibang lugar.Ang microchannel na ginamit sa pag-aaral na ito ay may sukat na 200 µm × 20 µm (W × H) at 3.6 cm ang haba.
Ang daloy ng fluid na dulot ng hydrostatic pressure sa loob ng microchannel ay nakakamit sa pamamagitan ng pagpapanatili ng antas ng fluid sa inlet reservoir sa itaas ng pagkakaiba sa taas Δh39 sa outlet reservoir (Fig. 1).
kung saan ang f ay ang coefficient ng friction, na tinukoy bilang f = C/Re para sa laminar flow sa isang rectangular channel, kung saan ang C ay isang pare-pareho depende sa aspect ratio ng channel, L ay ang haba ng microchannel, Vav ay ang average na bilis sa loob ng microchannel, Dh ay ang hydraulic diameter ng channel, g - acceleration of gravity.Gamit ang equation na ito, ang average na bilis ng channel ay maaaring kalkulahin gamit ang sumusunod na equation: