Cảm ơn bạn đã ghé thăm Nature.com.Phiên bản trình duyệt bạn đang sử dụng có hỗ trợ CSS hạn chế.Để có trải nghiệm tốt nhất, chúng tôi khuyên bạn nên sử dụng trình duyệt cập nhật (hoặc tắt Chế độ tương thích trong Internet Explorer).Trong thời gian chờ đợi, để đảm bảo hỗ trợ liên tục, chúng tôi sẽ hiển thị trang web không có kiểu và JavaScript.
Khả năng sinh sản của gia cầm phụ thuộc vào khả năng lưu trữ đủ tinh trùng sống trong một thời gian dài trong ống dự trữ tinh trùng (SST).Cơ chế chính xác mà tinh trùng xâm nhập, cư trú và rời khỏi SST vẫn còn gây tranh cãi.Tinh trùng của gà mái sharkasi có xu hướng ngưng kết cao, tạo thành các bó sợi di động chứa nhiều tế bào.Do khó quan sát khả năng di chuyển và hành vi của tinh trùng trong ống dẫn trứng mờ đục, chúng tôi đã sử dụng một thiết bị vi lỏng có mặt cắt vi kênh tương tự như tinh trùng để nghiên cứu sự kết tụ và khả năng vận động của tinh trùng.Nghiên cứu này thảo luận về cách các bó tinh trùng hình thành, cách chúng di chuyển và vai trò có thể có của chúng trong việc kéo dài thời gian cư trú của tinh trùng trong SST.Chúng tôi đã nghiên cứu vận tốc và hành vi lưu biến của tinh trùng khi dòng chất lỏng được tạo ra trong kênh vi lỏng bằng áp suất thủy tĩnh (tốc độ dòng chảy = 33 µm/s).Các tinh trùng có xu hướng bơi ngược dòng (lưu biến dương) và vận tốc của bó tinh trùng giảm đáng kể so với các tinh trùng đơn lẻ.Người ta đã quan sát thấy các bó tinh trùng di chuyển theo hình xoắn ốc và tăng chiều dài cũng như độ dày khi có nhiều tinh trùng đơn lẻ được tuyển dụng. Người ta quan sát thấy các bó tinh trùng tiếp cận và bám chặt vào thành bên của các kênh vi lỏng để tránh bị cuốn đi với vận tốc dòng chất lỏng > 33 µm/s. Người ta quan sát thấy các bó tinh trùng tiếp cận và bám chặt vào thành bên của các kênh vi lỏng để tránh bị cuốn đi với vận tốc dòng chất lỏng > 33 µm/s. Vì vậy, bạn có thể nhận được nhiều tiền hơn và bạn có thể nhận được nhiều tiền hơn. крофлюидных каналов, чтобы избежать сметания со скоростью потока жидкости> 33 мкм / с. Người ta đã quan sát thấy các bó tinh trùng tiếp cận và bám vào thành bên của các kênh vi lỏng để tránh bị cuốn trôi ở tốc độ dòng chất lỏng >33 µm/s.33 µm/s 扫过。33 µm/s. Vì vậy, bạn có thể nhận được nhiều tiền hơn và bạn có thể nhận được nhiều tiền hơn. крожидкостного канала, чтобы избежать сметания потоком жидкости со скоростью > 33 мкм/с. Người ta đã quan sát thấy các bó tinh trùng tiếp cận và bám vào các thành bên của kênh vi lỏng để tránh bị dòng chất lỏng cuốn trôi với tốc độ >33 µm/s.Kính hiển vi điện tử quét và truyền qua tiết lộ rằng các bó tinh trùng được hỗ trợ bởi vật chất dày đặc dồi dào.Dữ liệu thu được cho thấy khả năng di động độc đáo của tinh trùng gà Sharkazi, cũng như khả năng kết tụ và hình thành các bó di động của tinh trùng, góp phần hiểu rõ hơn về việc lưu trữ tinh trùng lâu dài trong SMT.
Để đạt được sự thụ tinh ở người và hầu hết các loài động vật, tinh trùng và trứng phải đến địa điểm thụ tinh vào đúng thời điểm.Do đó, giao phối phải xảy ra trước hoặc vào thời điểm rụng trứng.Mặt khác, một số động vật có vú, chẳng hạn như chó, cũng như các loài không phải động vật có vú, chẳng hạn như côn trùng, cá, bò sát và chim, lưu trữ tinh trùng trong cơ quan sinh sản của chúng trong một thời gian dài cho đến khi trứng của chúng sẵn sàng để thụ tinh (thụ tinh không đồng bộ 1 ).Gia cầm có khả năng duy trì khả năng sống sót của tinh trùng có khả năng thụ tinh với trứng trong 2-10 tuần2.
Đây là một đặc điểm độc đáo giúp phân biệt chim với các loài động vật khác, vì nó mang lại khả năng thụ tinh cao sau một lần thụ tinh trong vài tuần mà không cần giao phối và rụng trứng đồng thời.Cơ quan lưu trữ tinh trùng chính, được gọi là ống lưu trữ tinh trùng (SST), nằm trong các nếp gấp niêm mạc bên trong tại ngã ba tử cung-âm đạo.Cho đến nay, người ta vẫn chưa hiểu rõ cơ chế mà tinh trùng đi vào, cư trú và đi ra khỏi ngân hàng tinh trùng.Dựa trên các nghiên cứu trước đây, nhiều giả thuyết đã được đưa ra, nhưng không có giả thuyết nào được xác nhận.
Forman4 đưa ra giả thuyết rằng các tinh trùng duy trì sự cư trú của chúng trong khoang SST thông qua chuyển động dao động liên tục ngược với hướng của dòng chất lỏng qua các kênh protein nằm trên các tế bào biểu mô SST (lưu biến học).ATP bị cạn kiệt do hoạt động liên tục của roi cần thiết để giữ tinh trùng trong lòng SST và khả năng vận động cuối cùng giảm dần cho đến khi tinh trùng được đưa ra khỏi ngân hàng tinh trùng bằng dòng chất lỏng và bắt đầu một hành trình mới xuống ống dẫn trứng tăng dần để thụ tinh cho tinh trùng.Trứng (Forman4).Mô hình lưu trữ tinh trùng này được hỗ trợ bởi việc phát hiện bằng hóa mô miễn dịch của aquaporin 2, 3 và 9 có trong các tế bào biểu mô SST.Cho đến nay, các nghiên cứu về tính lưu biến của tinh dịch gà và vai trò của nó trong việc lưu trữ SST, chọn lọc tinh trùng trong âm đạo và cạnh tranh tinh trùng vẫn còn thiếu.Ở gà, tinh trùng đi vào âm đạo sau khi giao phối tự nhiên, nhưng hơn 80% tinh trùng được đẩy ra khỏi âm đạo ngay sau khi giao phối.Điều này cho thấy rằng âm đạo là nơi chính để chọn lọc tinh trùng ở chim.Ngoài ra, đã có báo cáo rằng ít hơn 1% tinh trùng được thụ tinh trong âm đạo kết thúc bằng SSTs2.Khi thụ tinh nhân tạo gà con trong âm đạo, số lượng tinh trùng đạt SST có xu hướng tăng lên sau 24 giờ thụ tinh.Cho đến nay, cơ chế lựa chọn tinh trùng trong quá trình này vẫn chưa rõ ràng và khả năng vận động của tinh trùng có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc hấp thu tinh trùng SST.Do thành ống dẫn trứng dày và mờ đục, rất khó để theo dõi trực tiếp sự di chuyển của tinh trùng trong ống dẫn trứng của gia cầm.Do đó, chúng tôi thiếu kiến ​​​​thức cơ bản về cách tinh trùng chuyển sang SST sau khi thụ tinh.
Tính lưu biến gần đây đã được công nhận là một yếu tố quan trọng kiểm soát sự vận chuyển tinh trùng trong cơ quan sinh dục của động vật có vú.Dựa trên khả năng di chuyển ngược chiều của các tinh trùng di động, Zaferani và cộng sự đã sử dụng một hệ thống vi lỏng corra để phân lập thụ động các tinh trùng di động từ các mẫu tinh dịch được nhốt.Kiểu phân loại tinh dịch này rất cần thiết cho điều trị vô sinh y tế và nghiên cứu lâm sàng, đồng thời được ưa chuộng hơn các phương pháp truyền thống tốn nhiều thời gian và công sức cũng như có thể ảnh hưởng đến hình thái và tính toàn vẹn cấu trúc của tinh trùng.Tuy nhiên, cho đến nay chưa có nghiên cứu nào về ảnh hưởng của dịch tiết từ cơ quan sinh dục của gà đến khả năng vận động của tinh trùng.
Bất kể cơ chế duy trì tinh trùng được lưu trữ trong SST là gì, nhiều nhà điều tra đã quan sát thấy rằng các tinh trùng thường trú ngưng kết trực tiếp với nhau trong SST của gà 9, 10, chim cút 2 và gà tây 11 để tạo thành các bó tinh trùng ngưng kết.Các tác giả cho rằng có mối liên hệ giữa sự ngưng kết này và việc lưu trữ tinh trùng lâu dài trong SST.
Tingari và Lake12 đã báo cáo về mối liên hệ chặt chẽ giữa các tinh trùng trong tuyến nhận tinh trùng của gà và đặt câu hỏi liệu tinh trùng của gia cầm có ngưng kết giống như tinh trùng của động vật có vú hay không.Họ tin rằng các kết nối sâu giữa tinh trùng trong ống dẫn tinh có thể là do sự căng thẳng gây ra bởi sự hiện diện của một số lượng lớn tinh trùng trong một không gian nhỏ.
Khi đánh giá hoạt động của tinh trùng trên lam kính treo tươi, có thể thấy các dấu hiệu ngưng kết thoáng qua, đặc biệt là ở các cạnh của giọt tinh dịch.Tuy nhiên, quá trình ngưng kết thường bị xáo trộn bởi tác động quay kết hợp với chuyển động liên tục, điều này giải thích bản chất nhất thời của hiện tượng này.Các nhà nghiên cứu cũng nhận thấy rằng khi chất pha loãng được thêm vào tinh dịch, các tập hợp tế bào “giống như sợi chỉ” kéo dài xuất hiện.
Những nỗ lực ban đầu để bắt chước một tinh trùng được thực hiện bằng cách loại bỏ một sợi dây mỏng khỏi giọt tinh dịch treo, dẫn đến một túi giống như tinh trùng kéo dài nhô ra khỏi giọt tinh dịch.Các tinh trùng ngay lập tức xếp thành hàng song song trong túi, nhưng toàn bộ đơn vị nhanh chóng biến mất do giới hạn 3D.Vì vậy, để nghiên cứu hiện tượng ngưng kết tinh trùng, cần quan sát trực tiếp khả năng di động và hoạt động của tinh trùng trong các ống bảo quản tinh trùng biệt lập, điều này khó thực hiện được.Do đó, cần phải phát triển một công cụ bắt chước tinh trùng để hỗ trợ các nghiên cứu về khả năng vận động và hành vi ngưng kết của tinh trùng.Brillard và cộng sự13 đã báo cáo rằng chiều dài trung bình của ống dự trữ tinh trùng ở gà con trưởng thành là 400–600 µm, nhưng một số SST có thể dài tới 2000 µm.Mero và Ogasawara14 đã chia các tuyến tinh trùng thành các ống dự trữ tinh trùng mở rộng và không mở rộng, cả hai đều giống nhau về chiều dài (~500 µm) và chiều rộng cổ (~38 µm), nhưng đường kính lòng ống trung bình là 56,6 và 56,6 µm.., tương ứng là 11,2 μm.Trong nghiên cứu hiện tại, chúng tôi đã sử dụng một thiết bị vi lỏng có kích thước kênh là 200 µm × 20 µm (W × H), có tiết diện ngang gần với tiết diện của SST được khuếch đại.Ngoài ra, chúng tôi đã kiểm tra khả năng vận động và hành vi ngưng kết của tinh trùng trong chất lỏng chảy, phù hợp với giả thuyết của Foreman rằng chất lỏng được tạo ra bởi các tế bào biểu mô SST giữ tinh trùng trong lòng theo hướng ngược dòng (lưu biến).
Mục đích của nghiên cứu này là khắc phục các vấn đề quan sát sự di chuyển của tinh trùng trong ống dẫn trứng và để tránh những khó khăn khi nghiên cứu tính lưu biến và hành vi của tinh trùng trong môi trường năng động.Một thiết bị vi lỏng đã được sử dụng để tạo ra áp suất thủy tĩnh nhằm mô phỏng khả năng di chuyển của tinh trùng trong bộ phận sinh dục của gà.
Khi một giọt mẫu tinh trùng đã pha loãng (1:40) được nạp vào thiết bị vi kênh, có thể xác định được hai loại khả năng di chuyển của tinh trùng (tinh trùng bị cô lập và tinh trùng bị ràng buộc).Ngoài ra, tinh trùng có xu hướng bơi ngược dòng nước (lưu biến tích cực; video 1, 2). Mặc dù các bó tinh trùng có vận tốc thấp hơn so với tinh trùng đơn độc (p <0,001), nhưng chúng đã làm tăng tỷ lệ tinh trùng hiển thị phản xạ dương tính (p <0,001; Bảng 2). Mặc dù các bó tinh trùng có vận tốc thấp hơn so với tinh trùng đơn độc (p <0,001), nhưng chúng đã làm tăng tỷ lệ tinh trùng hiển thị phản xạ dương tính (p <0,001; Bảng 2). Хотя пучки сперматозоидов имели более низкую скорость, чем у одиночных сперматозоидов (p< 0,001), они увеличивали процент сперматозоидов, демонстрирующих положительный реотаксис (p < 0,001 ; таблица 2). Mặc dù các bó tinh trùng có vận tốc thấp hơn so với các tinh trùng đơn lẻ (p <0,001), nhưng chúng đã làm tăng tỷ lệ tinh trùng cho thấy phản xạ dương tính (p <0,001; Bảng 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），但增加了显示阳性流变性精子百分比 （p < 0.001 ； 2。。。。。。）））））） Хотя скорость пучков сперматозоидов была ниже, чем у одиночных сперматозоидов (p < 0,001), они увеличивали процент сперматозоидов с положительной реологией (p < 0,001; таблица 2). Mặc dù tốc độ của các bó tinh trùng thấp hơn so với các tinh trùng đơn lẻ (p <0,001), nhưng chúng đã làm tăng tỷ lệ tinh trùng có tính lưu biến dương (p <0,001; Bảng 2).Tính lưu biến dương tính đối với các tinh trùng đơn lẻ và các chùm được ước tính lần lượt là khoảng 53% và 85%.
Người ta đã quan sát thấy rằng tinh trùng của gà sharkasi ngay sau khi xuất tinh tạo thành các bó tuyến tính, bao gồm hàng chục cá thể.Những búi này tăng chiều dài và độ dày theo thời gian và có thể tồn tại trong ống nghiệm trong vài giờ trước khi tiêu biến (video 3).Những bó sợi này có hình dạng giống như tinh trùng của thú lông nhím hình thành ở phần cuối của mào tinh hoàn.Tinh dịch của gà mái Sharkashi được phát hiện có xu hướng ngưng kết cao và tạo thành một bó lưới trong vòng chưa đầy một phút sau khi lấy.Những chùm này là năng động và có thể dính vào bất kỳ bức tường hoặc vật thể tĩnh nào gần đó.Mặc dù các bó tinh trùng làm giảm tốc độ của các tế bào tinh trùng, nhưng rõ ràng về mặt vĩ mô, chúng làm tăng tuyến tính của chúng.Chiều dài của các bó thay đổi tùy theo số lượng tinh trùng thu được trong các bó.Hai phần của bó được phân lập: phần ban đầu, bao gồm đầu tự do của tinh trùng ngưng kết, và phần cuối, bao gồm đuôi và toàn bộ đầu xa của tinh trùng.Sử dụng máy ảnh tốc độ cao (950 khung hình/giây), người ta quan sát thấy các đầu tự do của tinh trùng ngưng kết ở phần đầu của bó, chịu trách nhiệm cho chuyển động của bó do chuyển động dao động của chúng, kéo những tinh trùng còn lại vào trong bó theo chuyển động xoắn ốc (Video 4).Tuy nhiên, trong các búi dài, người ta đã quan sát thấy rằng một số đầu tinh trùng tự do dính chặt vào cơ thể và phần cuối của búi hoạt động như cánh quạt để giúp đẩy búi.
Khi ở trong dòng chất lỏng chảy chậm, các bó tinh trùng di chuyển song song với nhau, tuy nhiên, chúng bắt đầu chồng lên nhau và dính vào mọi thứ đứng yên để không bị dòng chảy cuốn trôi khi tốc độ dòng chảy tăng lên.Các bó hình thành khi một số tế bào tinh trùng tiếp cận nhau, chúng bắt đầu di chuyển đồng bộ và quấn quanh nhau, sau đó dính vào một chất dính.Hình 1 và 2 cho thấy cách tinh trùng tiếp cận nhau, tạo thành một điểm nối khi các đuôi quấn quanh nhau.
Các nhà nghiên cứu đã áp dụng áp suất thủy tĩnh để tạo ra dòng chất lỏng trong một vi kênh để nghiên cứu tính lưu biến của tinh trùng.Một vi kênh có kích thước 200 µm × 20 µm (W × H) và chiều dài 3,6 µm đã được sử dụng.Sử dụng các kênh nhỏ giữa các thùng chứa có ống tiêm được lắp ở hai đầu.Màu thực phẩm đã được sử dụng để làm cho các kênh rõ ràng hơn.
Buộc cáp kết nối và phụ kiện vào tường.Video được quay bằng kính hiển vi tương phản pha.Với mỗi hình ảnh, kính hiển vi tương phản pha và hình ảnh ánh xạ được trình bày.(A) Kết nối giữa hai luồng cản trở dòng chảy do chuyển động xoắn ốc (mũi tên đỏ).(B) Chỗ nối giữa bó ống và thành kênh (mũi tên đỏ), đồng thời chúng được nối với hai bó ống khác (mũi tên vàng).(C) Các bó tinh trùng trong kênh vi lỏng bắt đầu kết nối với nhau (mũi tên đỏ), tạo thành một mạng lưới các bó tinh trùng.(D) Hình thành mạng lưới bó tinh trùng.
Khi một giọt tinh trùng đã pha loãng được nạp vào thiết bị vi lỏng và tạo ra một dòng chảy, người ta quan sát thấy chùm tinh trùng di chuyển ngược với hướng của dòng chảy.Các bó vừa khít với thành của các vi kênh và các đầu tự do ở phần đầu của các bó vừa khít với chúng (video 5).Chúng cũng bám vào bất kỳ hạt tĩnh nào trên đường đi của chúng, chẳng hạn như các mảnh vụn, để chống lại việc bị dòng nước cuốn đi.Theo thời gian, những chùm này trở thành những sợi dài bẫy các tinh trùng đơn lẻ khác và những chùm ngắn hơn (Video 6).Khi dòng chảy bắt đầu chậm lại, những hàng tinh trùng dài bắt đầu tạo thành một mạng lưới các dòng tinh trùng (Video 7; Hình 2).
Ở tốc độ dòng chảy cao (V > 33 µm/s), chuyển động xoắn ốc của các sợi được tăng lên để cố gắng bắt nhiều tinh trùng riêng lẻ tạo thành các bó chống lại lực trôi của dòng chảy tốt hơn. Ở tốc độ dòng chảy cao (V > 33 µm/s), chuyển động xoắn ốc của các sợi được tăng lên để cố gắng bắt nhiều tinh trùng riêng lẻ tạo thành các bó chống lại lực trôi của dòng chảy tốt hơn. При высокой скорости потока (V > 33 мкм/с) спиралевидные движения нитей усиливаются, посколь ку они пытаются поймать множество отдельных сперматозоидов, образующих пучки, которые л учше противостоят дрейфующей силе потока. Ở tốc độ dòng chảy cao (V > 33 µm/s), chuyển động xoắn ốc của các sợi tăng lên khi chúng cố gắng bắt nhiều tinh trùng riêng lẻ tạo thành các bó có khả năng chống lại lực trôi của dòng chảy tốt hơn.在高流速(V > 33 µm/s)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，以试图许多形成束单个精子，从而更 地 抵抗 的 漂移力。。。。。。。。。。 При высоких скоростях потока (V > 33 мкм/с) спиральное движение нитей увеличивается в попытк е захватить множество отдельных сперматозоидов, образующих пучки, чтобы лучше сопротив ляться силам дрейфа потока. Ở tốc độ dòng chảy cao (V > 33 µm/s), chuyển động xoắn ốc của các sợi tăng lên nhằm cố gắng bắt giữ nhiều tinh trùng riêng lẻ tạo thành các bó để chống lại lực trôi của dòng chảy tốt hơn.Họ cũng đã cố gắng gắn các vi kênh vào các thành bên.
Các bó tinh trùng được xác định là các cụm đầu tinh trùng và đuôi cuộn tròn bằng kính hiển vi ánh sáng (LM).Các bó tinh trùng với nhiều tập hợp khác nhau cũng đã được xác định là đầu xoắn và tập hợp hình lá cờ, nhiều đuôi tinh trùng hợp nhất, đầu tinh trùng gắn với một đuôi và đầu tinh trùng có nhân uốn cong như nhiều nhân hợp nhất.kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM).Kính hiển vi điện tử quét (SEM) cho thấy các bó tinh trùng là tập hợp có vỏ bọc của đầu tinh trùng và tập hợp tinh trùng cho thấy một mạng lưới các đuôi quấn kèm theo.
Hình thái và cơ sở hạ tầng của tinh trùng, sự hình thành các bó tinh trùng được nghiên cứu bằng kính hiển vi ánh sáng (nửa tiết diện), kính hiển vi điện tử quét (SEM) và kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM), phết tinh trùng được nhuộm màu cam acridine và được kiểm tra bằng kính hiển vi phát quang.
Nhuộm phết tinh trùng bằng acridine cam (Hình 3B) cho thấy các đầu tinh trùng dính vào nhau và được bao phủ bởi chất bài tiết, dẫn đến hình thành các búi lớn (Hình 3D).Các bó tinh trùng bao gồm các tập hợp tinh trùng với một mạng lưới các đuôi kèm theo (Hình 4A-C).Bó tinh trùng gồm có đuôi của nhiều tinh trùng dính vào nhau (Hình 4D).Bí mật (Hình 4E, F) bao phủ đầu các bó tinh trùng.
Sự hình thành bó tinh trùng Sử dụng kính hiển vi tương phản pha và vết tinh trùng được nhuộm bằng acridine cam, cho thấy đầu của các tinh trùng dính vào nhau.(A) Sự hình thành búi tinh sớm bắt đầu với một tinh trùng (vòng tròn màu trắng) và ba tinh trùng (vòng tròn màu vàng), với hình xoắn ốc bắt đầu từ đuôi và kết thúc ở đầu.(B) Ảnh hiển vi quang học của phết tinh trùng nhuộm màu cam acridine cho thấy đầu tinh trùng dính (mũi tên).Việc xả bao gồm (các) đầu.Độ phóng đại × 1000. (C) Phát triển chùm tia lớn được vận chuyển theo dòng chảy trong kênh vi lỏng (sử dụng máy ảnh tốc độ cao ở 950 khung hình/giây).(D) Hình ảnh vi thể của phết tinh trùng nhuộm màu cam acridine cho thấy các búi lớn (mũi tên).Độ phóng đại: ×200.
Quét vi điện tử của chùm tinh trùng và phết tinh trùng được nhuộm màu cam acridine.(A, B, D, E) là ảnh hiển vi điện tử quét màu kỹ thuật số của tinh trùng, và C và F là ảnh hiển vi của phết tinh trùng nhuộm màu cam acridine cho thấy sự gắn kết của nhiều tinh trùng bao quanh mạng đuôi.(AC) Tập hợp tinh trùng được hiển thị dưới dạng một mạng lưới các đuôi đính kèm (mũi tên).(D) Sự kết dính của một số tinh trùng (có chất kết dính, đường viền màu hồng, mũi tên) quấn quanh đuôi.(E và F) Tập hợp đầu tinh trùng (con trỏ) được phủ bằng chất kết dính (con trỏ).Các tinh trùng hình thành các bó với một số cấu trúc giống như xoáy (F).(C) ×400 và (F) ×200 độ phóng đại.
Sử dụng kính hiển vi điện tử truyền qua, chúng tôi thấy rằng các bó tinh trùng có đuôi đính kèm (Hình 6A, C), đầu gắn với đuôi (Hình 6B) hoặc đầu gắn với đuôi (Hình 6D).Đầu của các tinh trùng trong bó cong, hiện diện trong phần hai vùng nhân (Hình 6D).Trong bó rạch, tinh trùng có đầu xoắn với hai vùng nhân và nhiều vùng roi (Hình 5A).
Ảnh hiển vi điện tử màu kỹ thuật số cho thấy các đuôi kết nối trong bó tinh trùng và vật liệu ngưng kết kết nối các đầu tinh trùng.(A) Đuôi của một số lượng lớn tinh trùng.Lưu ý đuôi trông như thế nào trong cả hai hình chiếu dọc (mũi tên) và ngang (mũi tên).(B) Đầu (mũi tên) của tinh trùng nối với đuôi (mũi tên).(C) Một số đuôi tinh trùng (mũi tên) được gắn vào.(D) Vật liệu ngưng kết (AS, màu xanh) kết nối bốn đầu tinh trùng (màu tím).
Kính hiển vi điện tử quét được sử dụng để phát hiện các đầu tinh trùng trong các bó tinh trùng được bao phủ bởi chất tiết hoặc màng (Hình 6B), cho thấy các bó tinh trùng được neo giữ bởi vật liệu ngoại bào.Vật liệu ngưng kết được tập trung ở đầu tinh trùng (tổ hợp giống như đầu sứa; Hình 5B) và mở rộng ra xa, tạo ra màu vàng rực rỡ dưới kính hiển vi huỳnh quang khi nhuộm màu cam acridine (Hình 6C).Chất này có thể nhìn thấy rõ dưới kính hiển vi quét và được coi là chất kết dính.Các phần bán mỏng (Hình 5C) và phết tinh trùng được nhuộm màu cam acridine cho thấy các bó tinh trùng chứa đầu và đuôi cuộn tròn dày đặc (Hình 5D).
Các máy chụp ảnh hiển vi khác nhau cho thấy sự tập hợp của đầu tinh trùng và đuôi gấp lại bằng các phương pháp khác nhau.(A) Ảnh vi điện tử truyền màu kỹ thuật số mặt cắt ngang của bó tinh trùng cho thấy đầu tinh trùng cuộn với nhân hai phần (màu xanh lam) và một số phần lá cờ (màu xanh lá cây).(B) Ảnh hiển vi điện tử quét màu kỹ thuật số cho thấy một cụm đầu tinh trùng giống sứa (mũi tên) dường như được bao phủ.(C) Phần bán mỏng cho thấy đầu tinh trùng tổng hợp (mũi tên) và đuôi cuộn tròn (mũi tên).(D) Hình ảnh vi thể của phết tinh trùng được nhuộm màu cam acridine cho thấy tập hợp đầu tinh trùng (mũi tên) và đuôi dính cuộn tròn (mũi tên).Lưu ý rằng một chất dính (S) bao phủ đầu tinh trùng.(D) × 1000 độ phóng đại.
Sử dụng kính hiển vi điện tử truyền qua (Hình 7A), người ta cũng lưu ý rằng đầu tinh trùng bị xoắn và nhân có hình xoắn ốc, được xác nhận bằng phết tinh trùng nhuộm màu cam acridine và được kiểm tra bằng kính hiển vi huỳnh quang (Hình 7B).
(A) Máy hiển vi điện tử truyền màu kỹ thuật số và (B) Phết tinh trùng nhuộm màu cam Acridine cho thấy đầu cuộn và phần đính kèm của đầu và đuôi tinh trùng (mũi tên).(B) × 1000 độ phóng đại.
Một phát hiện thú vị là tinh trùng của Sharkazi tập hợp lại để tạo thành các bó sợi di động.Các đặc tính của các bó này cho phép chúng ta hiểu được vai trò có thể có của chúng trong việc hấp thụ và lưu trữ tinh trùng trong SST.
Sau khi giao phối, tinh trùng đi vào âm đạo và trải qua quá trình chọn lọc gắt gao, kết quả là chỉ có một số lượng hạn chế tinh trùng lọt vào SST15,16.Cho đến nay, các cơ chế mà tinh trùng vào và ra khỏi SST vẫn chưa rõ ràng.Ở gia cầm, tinh trùng được lưu trữ trong SST trong thời gian dài từ 2 đến 10 tuần, tùy thuộc vào loài6.Vẫn còn tranh cãi về tình trạng của tinh dịch trong quá trình bảo quản trong SST.Chúng đang chuyển động hay đứng yên?Nói cách khác, làm thế nào để các tế bào tinh trùng duy trì vị trí của chúng trong SST lâu như vậy?
Forman4 gợi ý rằng việc cư trú và tống xuất SST có thể được giải thích theo khả năng vận động của tinh trùng.Các tác giả đưa ra giả thuyết rằng tinh trùng duy trì vị trí của chúng bằng cách bơi ngược dòng chất lỏng do biểu mô SST tạo ra và tinh trùng đó bị đẩy ra khỏi SST khi vận tốc của chúng giảm xuống dưới điểm mà chúng bắt đầu di chuyển về phía sau do thiếu năng lượng.Zaniboni5 đã xác nhận sự hiện diện của aquaporin 2, 3 và 9 trong phần đỉnh của các tế bào biểu mô SST, có thể hỗ trợ gián tiếp cho mô hình lưu trữ tinh trùng của Foreman.Trong nghiên cứu hiện tại, chúng tôi phát hiện ra rằng gần một nửa số tinh trùng của Sharkashi có tính lưu biến dương trong chất lỏng đang chảy và các bó tinh trùng ngưng kết làm tăng số lượng tinh trùng có tính lưu biến dương, mặc dù quá trình ngưng kết làm chúng chậm lại.Làm thế nào các tế bào tinh trùng đi lên ống dẫn trứng của chim đến vị trí thụ tinh vẫn chưa được hiểu đầy đủ.Ở động vật có vú, hóa chất của nang trứng thu hút tinh trùng.Tuy nhiên, người ta tin rằng các chất hóa học hướng dẫn tinh trùng tiếp cận khoảng cách xa7.Do đó, các cơ chế khác chịu trách nhiệm vận chuyển tinh trùng.Khả năng của tinh trùng định hướng và chảy ngược lại chất lỏng ống dẫn trứng tiết ra sau khi giao phối đã được báo cáo là một yếu tố chính trong việc nhắm mục tiêu tinh trùng ở chuột.Parker 17 cho rằng tinh trùng đi qua ống dẫn trứng bằng cách bơi ngược dòng mật ở chim và bò sát.Mặc dù nó chưa được chứng minh bằng thực nghiệm ở chim, nhưng Adolphi18 là người đầu tiên phát hiện ra rằng tinh trùng của gia cầm cho kết quả khả quan khi một lớp chất lỏng mỏng giữa lớp phủ và phiến kính được tạo ra bằng một dải giấy lọc.lưu biến học.Hino và Yanagimachi [19] đã đặt phức hợp buồng trứng-ống dẫn trứng-tử cung của chuột vào một vòng truyền dịch và tiêm 1 µl mực vào eo để hình dung dòng chất lỏng trong ống dẫn trứng.Họ nhận thấy một chuyển động co bóp và thư giãn rất tích cực trong ống dẫn trứng, trong đó tất cả các viên mực đang di chuyển đều đặn về phía bóng của ống dẫn trứng.Các tác giả nhấn mạnh tầm quan trọng của dòng chảy của chất lỏng ống dẫn trứng từ phía dưới lên phía trên của ống dẫn trứng để nâng cao tinh trùng và thụ tinh.Brillard20 đã báo cáo rằng ở gà và gà tây, tinh trùng di chuyển bằng cách di chuyển tích cực từ lối vào âm đạo, nơi chúng được lưu trữ, đến ngã ba tử cung-âm đạo, nơi chúng được lưu trữ.Tuy nhiên, sự di chuyển này là không bắt buộc giữa chỗ nối tử cung và âm đạo vì tinh trùng được vận chuyển bằng cách dịch chuyển thụ động.Khi biết những khuyến nghị trước đây và kết quả thu được trong nghiên cứu hiện tại, có thể giả định rằng khả năng tinh trùng di chuyển ngược dòng (lưu biến) là một trong những đặc tính làm cơ sở cho quá trình lựa chọn.Điều này xác định đường đi của tinh trùng qua âm đạo và sự xâm nhập của chúng vào CCT để lưu trữ.Như Forman4 đã đề xuất, điều này cũng có thể tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình tinh trùng đi vào SST và môi trường sống của nó trong một khoảng thời gian rồi thoát ra khi tốc độ của chúng bắt đầu chậm lại.
Mặt khác, Matsuzaki và Sasanami 21 cho rằng tinh trùng gia cầm trải qua những thay đổi về khả năng vận động từ trạng thái ngủ đông sang khả năng vận động trong vùng sinh sản của con đực và con cái.Sự ức chế khả năng vận động của tinh trùng thường trú trong SST đã được đề xuất để giải thích thời gian lưu trữ lâu dài của tinh trùng và sau đó trẻ hóa sau khi rời khỏi SST.Trong điều kiện thiếu oxy, Matsuzaki et al.1 đã báo cáo việc sản xuất và giải phóng lactate cao trong SST, điều này có thể dẫn đến ức chế khả năng di chuyển của tinh trùng thường trú.Trong trường hợp này, tầm quan trọng của tính lưu biến của tinh trùng được phản ánh trong việc lựa chọn và hấp thụ tinh trùng chứ không phải trong quá trình lưu trữ của chúng.
Mô hình ngưng kết tinh trùng được coi là một lời giải thích hợp lý cho thời gian lưu trữ tinh trùng dài trong SST, vì đây là mô hình lưu giữ tinh trùng phổ biến ở gia cầm2,22,23.Bakst et al.2 quan sát thấy rằng hầu hết các tinh trùng kết dính với nhau, tạo thành các tập hợp dạng sợi và các tinh trùng đơn độc hiếm khi được tìm thấy trong CCM chim cút.Mặt khác, Wen et al.24 quan sát thấy nhiều tinh trùng phân tán hơn và ít chùm tinh trùng hơn trong lòng SST ở gà.Dựa trên những quan sát này, có thể giả định rằng xu hướng ngưng kết tinh trùng khác nhau giữa các loài chim và giữa các tinh trùng trong cùng một lần xuất tinh.Ngoài ra, Van Krey et al.9 cho rằng sự phân ly ngẫu nhiên của tinh trùng ngưng kết là nguyên nhân dẫn đến sự xâm nhập dần dần của tinh trùng vào lòng ống dẫn trứng.Theo giả thuyết này, tinh trùng có khả năng ngưng kết thấp hơn nên được loại bỏ khỏi SST trước.Trong bối cảnh này, khả năng ngưng kết của tinh trùng có thể là một yếu tố ảnh hưởng đến kết quả cạnh tranh tinh trùng ở chim bẩn.Ngoài ra, tinh trùng ngưng kết phân ly càng lâu thì khả năng thụ thai được duy trì lâu hơn.
Mặc dù sự tập hợp và tập hợp tinh trùng thành bó đã được quan sát thấy trong một số nghiên cứu2,22,24, nhưng chúng không được mô tả chi tiết do sự phức tạp của việc quan sát động học của chúng trong SST.Một số nỗ lực đã được thực hiện để nghiên cứu sự ngưng kết tinh trùng trong ống nghiệm.Sự kết tụ rộng rãi nhưng thoáng qua đã được quan sát thấy khi sợi dây mỏng được tháo ra khỏi giọt hạt lơ lửng.Điều này dẫn đến thực tế là một bong bóng dài nhô ra khỏi giọt nước, bắt chước tuyến tinh.Do hạn chế về 3D và thời gian khô nhỏ giọt ngắn, toàn bộ khối nhanh chóng bị hư hỏng9.Trong nghiên cứu hiện tại, sử dụng gà Sharkashi và chip vi lỏng, chúng tôi có thể mô tả cách những chùm này hình thành và cách chúng di chuyển.Các bó tinh trùng được hình thành ngay sau khi thu thập tinh dịch và được tìm thấy di chuyển theo hình xoắn ốc, cho thấy tính lưu biến tích cực khi có mặt trong dòng chảy.Hơn nữa, khi quan sát trên phương diện vĩ mô, người ta đã quan sát thấy các bó tinh trùng làm tăng tính tuyến tính của khả năng vận động so với các tinh trùng bị cô lập.Điều này cho thấy rằng sự ngưng kết tinh trùng có thể xảy ra trước khi SST thâm nhập và việc sản xuất tinh trùng không bị giới hạn trong một khu vực nhỏ do căng thẳng như đề xuất trước đây (Tingari và Lake12).Trong quá trình hình thành búi, các tinh trùng bơi đồng bộ cho đến khi chúng tạo thành một điểm nối, sau đó đuôi của chúng quấn quanh nhau và đầu của tinh trùng vẫn tự do, nhưng đuôi và phần xa của tinh trùng dính vào nhau bằng một chất dính.Vì vậy, đầu tự do của dây chằng chịu trách nhiệm vận động, kéo theo phần còn lại của dây chằng.Kính hiển vi điện tử quét các bó tinh trùng cho thấy các đầu tinh trùng kèm theo được bao phủ bởi rất nhiều chất dính, cho thấy rằng các đầu tinh trùng được gắn trong các bó nằm yên, có thể xảy ra sau khi đến vị trí lưu trữ (SST).
Khi phết tinh trùng được nhuộm bằng màu cam acridine, chất kết dính ngoại bào xung quanh các tế bào tinh trùng có thể được nhìn thấy dưới kính hiển vi huỳnh quang.Chất này cho phép các bó tinh trùng dính chặt và bám vào bất kỳ bề mặt hoặc hạt xung quanh nào để chúng không bị trôi theo dòng chảy xung quanh.Như vậy, quan sát của chúng tôi cho thấy vai trò của sự kết dính tinh trùng ở dạng bó di động.Khả năng bơi ngược dòng nước và bám vào các bề mặt gần đó cho phép tinh trùng ở lại lâu hơn trong SST.
Rothschild25 đã sử dụng một máy ảnh hemocytometry để nghiên cứu sự phân bố nổi của tinh dịch bò trong một giọt huyền phù, chụp ảnh quang học thông qua một máy ảnh có cả trục quang học dọc và ngang của kính hiển vi.Kết quả cho thấy tinh trùng bị hút vào bề mặt buồng.Các tác giả cho rằng có thể có sự tương tác thủy động giữa tinh trùng và bề mặt.Khi tính đến điều này, cùng với khả năng tinh dịch gà Sharkashi tạo thành các búi dính, có thể làm tăng khả năng tinh dịch sẽ bám vào thành SST và được bảo quản trong thời gian dài.
Bccetti và Afzeliu26 đã báo cáo rằng glycocalyx của tinh trùng là cần thiết để nhận biết và ngưng kết giao tử.Forman10 đã quan sát thấy rằng quá trình thủy phân liên kết α-glycosid trong lớp phủ glycoprotein-glycolipid bằng cách xử lý tinh dịch gia cầm bằng neuraminidase dẫn đến giảm khả năng sinh sản mà không ảnh hưởng đến khả năng vận động của tinh trùng.Các tác giả cho rằng tác dụng của neuraminidase đối với glycocalyx làm suy yếu quá trình cô lập tinh trùng ở ngã ba tử cung-âm đạo, do đó làm giảm khả năng sinh sản.Những quan sát của họ không thể bỏ qua khả năng điều trị bằng neuraminidase có thể làm giảm khả năng nhận biết tinh trùng và tế bào trứng.Forman và Engel10 phát hiện ra rằng khả năng sinh sản bị giảm khi gà mái được thụ tinh trong âm đạo với tinh dịch được xử lý bằng neuraminidase.Tuy nhiên, IVF với tinh trùng được xử lý bằng neuraminidase không ảnh hưởng đến khả năng sinh sản so với gà đối chứng.Các tác giả kết luận rằng những thay đổi trong lớp phủ glycoprotein-glycolipid xung quanh màng tinh trùng làm giảm khả năng thụ tinh của tinh trùng bằng cách làm suy giảm khả năng cô lập tinh trùng ở ngã ba tử cung-âm đạo, do đó làm tăng sự mất tinh trùng do tốc độ của tử cung-âm đạo, nhưng không ảnh hưởng đến khả năng nhận biết tinh trùng và trứng.
Ở gà tây, Bakst và Bauchan 11 đã tìm thấy các túi nhỏ và các mảnh màng trong lòng của SST và quan sát thấy rằng một số hạt này đã hợp nhất với màng tinh trùng.Các tác giả cho rằng những mối quan hệ này có thể góp phần vào việc lưu trữ lâu dài tinh trùng trong SST.Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu không nói rõ nguồn gốc của những hạt này, liệu chúng được tiết ra bởi các tế bào biểu mô CCT, được sản xuất và tiết ra bởi hệ thống sinh sản của nam giới hay do chính tinh trùng tạo ra.Ngoài ra, các hạt này chịu trách nhiệm cho sự ngưng kết.Grützner et al27 đã báo cáo rằng các tế bào biểu mô mào tinh hoàn sản xuất và tiết ra một loại protein cụ thể cần thiết cho sự hình thành các vùng chứa tinh dịch đơn lỗ.Các tác giả cũng báo cáo rằng sự phân tán của các bó này phụ thuộc vào sự tương tác của các protein mào tinh.Nixon và cộng sự28 phát hiện ra rằng phần phụ tiết ra một loại protein, osteonectin giàu cysteine ​​có tính axit;SPARC tham gia vào quá trình hình thành các chùm tinh trùng ở thú mỏ vịt và thú lông nhím mỏ ngắn.Sự tán xạ của các chùm tia này có liên quan đến sự mất mát của protein này.
Trong nghiên cứu hiện tại, phân tích siêu cấu trúc bằng kính hiển vi điện tử cho thấy tinh trùng bám vào một lượng lớn vật chất đậm đặc.Những chất này được cho là nguyên nhân gây ra sự ngưng kết ngưng tụ giữa và xung quanh các đầu dính, nhưng ở nồng độ thấp hơn ở vùng đuôi.Chúng tôi cho rằng chất kết tụ này được bài tiết từ hệ thống sinh sản nam (mào tinh hoặc ống dẫn tinh) cùng với tinh dịch, vì chúng tôi thường quan sát thấy tinh dịch tách ra khỏi huyết tương bạch huyết và tinh dịch trong quá trình xuất tinh.Người ta đã báo cáo rằng khi tinh trùng của gia cầm đi qua mào tinh hoàn và ống dẫn tinh, chúng trải qua những thay đổi liên quan đến sự trưởng thành hỗ trợ khả năng liên kết protein và thu được glycoprotein liên quan đến bổ đề huyết tương.Sự tồn tại của các protein này trên màng tinh trùng thường trú trong SST gợi ý rằng những protein này có thể ảnh hưởng đến việc đạt được sự ổn định của màng tinh trùng 30 và quyết định khả năng sinh sản của chúng 31 .Ahhamd và cộng sự32 đã báo cáo rằng tinh trùng thu được từ các bộ phận khác nhau của hệ thống sinh sản nam (từ tinh hoàn đến ống dẫn tinh xa) cho thấy khả năng sống sót tăng dần trong điều kiện bảo quản lỏng, bất kể nhiệt độ bảo quản, và khả năng sống sót ở gà cũng tăng lên trong ống dẫn trứng sau khi thụ tinh nhân tạo.
Búi tinh gà Sharkashi có đặc điểm và chức năng khác biệt so với các loài khác như thú lông nhím, thú mỏ vịt, chuột rừng, chuột hươu, lợn guinea.Ở gà sharkasi, sự hình thành các bó tinh trùng làm giảm tốc độ bơi của chúng so với các tinh trùng đơn lẻ.Tuy nhiên, các bó này làm tăng tỷ lệ tinh trùng lưu biến dương tính và tăng khả năng tinh trùng tự ổn định trong môi trường năng động.Do đó, kết quả của chúng tôi xác nhận gợi ý trước đây rằng sự ngưng kết tinh trùng trong SST có liên quan đến việc lưu trữ tinh trùng lâu dài.Chúng tôi cũng đưa ra giả thuyết rằng xu hướng hình thành búi của tinh trùng có thể kiểm soát tốc độ mất tinh trùng trong SST, điều này có thể làm thay đổi kết quả cạnh tranh của tinh trùng.Theo giả định này, tinh trùng có khả năng ngưng kết thấp sẽ giải phóng SST đầu tiên, trong khi tinh trùng có khả năng ngưng kết cao sẽ tạo ra hầu hết con cái.Sự hình thành các bó tinh trùng đơn lỗ có lợi và ảnh hưởng đến tỷ lệ cha mẹ - con cái, nhưng sử dụng một cơ chế khác.Ở thú lông nhím và thú mỏ vịt, các tinh trùng được sắp xếp song song với nhau để tăng tốc độ di chuyển của chùm tia.Các bầy thú lông nhím di chuyển nhanh hơn khoảng ba lần so với các tinh trùng đơn lẻ.Người ta tin rằng sự hình thành các búi tinh trùng như vậy ở loài thú lông nhím là một quá trình thích nghi tiến hóa để duy trì sự thống trị, vì con cái lăng nhăng và thường giao phối với nhiều con đực.Do đó, tinh trùng từ các lần xuất tinh khác nhau cạnh tranh khốc liệt để thụ tinh với trứng.
Tinh trùng ngưng kết của gà sharkasi rất dễ hình dung bằng cách sử dụng kính hiển vi tương phản pha, được coi là thuận lợi vì nó cho phép nghiên cứu dễ dàng về hành vi của tinh trùng trong ống nghiệm.Cơ chế hình thành búi tinh trùng thúc đẩy quá trình sinh sản ở gà sharkasi cũng khác với cơ chế được thấy ở một số động vật có vú có nhau thai thể hiện hành vi hợp tác của tinh trùng như chuột gỗ, trong đó một số tinh trùng tiếp cận trứng, giúp các cá thể liên quan khác tiếp cận và làm hỏng trứng của chúng.để chứng minh bản thân.hành vi vị tha.Tự thụ tinh 34. Một ví dụ khác về hành vi hợp tác trong tinh trùng được tìm thấy ở chuột hươu, trong đó các tinh trùng có thể xác định và kết hợp với các tinh trùng có liên quan nhất về mặt di truyền và hình thành các nhóm hợp tác để tăng tốc độ của chúng so với các tinh trùng không liên quan35.
Các kết quả thu được trong nghiên cứu này không mâu thuẫn với lý thuyết của Foman về việc lưu trữ tinh trùng lâu dài trong SWS.Các nhà nghiên cứu báo cáo rằng các tế bào tinh trùng tiếp tục di chuyển trong dòng tế bào biểu mô lót SST trong một thời gian dài và sau một thời gian nhất định, năng lượng dự trữ của các tế bào tinh trùng cạn kiệt, dẫn đến giảm tốc độ, cho phép trục xuất các chất có trọng lượng phân tử nhỏ.năng lượng của tinh trùng với dòng chảy của chất lỏng từ lumen của SST Khoang của ống dẫn trứng.Trong nghiên cứu hiện tại, chúng tôi đã quan sát thấy rằng một nửa số tinh trùng đơn lẻ cho thấy khả năng bơi ngược dòng chất lỏng đang chảy và khả năng bám dính của chúng trong bó làm tăng khả năng thể hiện tính lưu biến tích cực.Hơn nữa, dữ liệu của chúng tôi phù hợp với dữ liệu của Matsuzaki et al.1 người đã báo cáo rằng tăng tiết lactate trong SST có thể ức chế khả năng di chuyển của tinh trùng thường trú.Tuy nhiên, kết quả của chúng tôi mô tả sự hình thành các dây chằng di động của tinh trùng và hành vi lưu biến của chúng khi có môi trường động trong một vi kênh nhằm cố gắng làm sáng tỏ hành vi của chúng trong SST.Nghiên cứu trong tương lai có thể tập trung vào việc xác định thành phần hóa học và nguồn gốc của chất kết dính, chắc chắn sẽ giúp các nhà nghiên cứu phát triển những cách mới để lưu trữ tinh dịch lỏng và tăng thời gian thụ thai.
Mười lăm cá mập đực cổ trần 30 tuần tuổi (đồng hợp tử chiếm ưu thế; Na Na) đã được chọn làm người hiến tặng tinh trùng trong nghiên cứu.Những con gà được nuôi tại Trại nghiên cứu gia cầm của Khoa Nông nghiệp, Đại học Ashit, Tỉnh Ashit, Ai Cập.Gia cầm được nhốt trong lồng riêng (30 x 40 x 40 cm), theo chương trình ánh sáng (16 giờ ánh sáng và 8 giờ tối) và được cho ăn chế độ ăn chứa 160 g protein thô, 2800 kcal năng lượng chuyển hóa, 35 g canxi mỗi con.5 gam phốt pho có sẵn cho mỗi kg khẩu phần ăn.
Theo số liệu 36, 37, tinh dịch được lấy từ con đực bằng cách xoa bụng.Tổng cộng có 45 mẫu tinh dịch được thu thập từ 15 người đàn ông trong 3 ngày.Tinh dịch (n = 15 con/ngày) ngay lập tức được pha loãng theo tỷ lệ 1:1 (v:v) với Chất pha loãng tinh dịch gia cầm Belsville, có chứa kali diphotphat (1,27 g), monosodium glutamate monohydrat (0,867 g), fructose (0,5 d) natri khan.axetat (0,43 g), tris(hydroxymetyl)aminomethane (0,195 g), kali citrate monohydrat (0,064 g), kali monophotphat (0,065 g), magie clorua (0,034 g) và H2O (100 ml), pH = 7, 5, độ thẩm thấu 333 mOsm/kg38.Các mẫu tinh dịch đã pha loãng trước tiên được kiểm tra dưới kính hiển vi ánh sáng để đảm bảo chất lượng tinh dịch tốt (độ ẩm) và sau đó được bảo quản trong bể nước ở 37°C cho đến khi sử dụng trong vòng nửa giờ sau khi lấy.
Động học và lưu biến của tinh trùng được mô tả bằng cách sử dụng một hệ thống các thiết bị vi lỏng.Các mẫu tinh dịch được pha loãng thêm theo tỷ lệ 1:40 trong Beltsville Avian Semen Diluent, được nạp vào một thiết bị vi lỏng (xem bên dưới) và các thông số động học được xác định bằng cách sử dụng hệ thống Phân tích tinh dịch trên máy vi tính (CASA) được phát triển trước đây để mô tả đặc tính vi lỏng.về khả năng di động của tinh trùng trong môi trường lỏng (Bộ môn Cơ khí, Khoa Kỹ thuật, Đại học Assiut, Ai Cập).Có thể tải xuống plugin tại: http://www.assiutmicrofluidics.com/research/casa39.Vận tốc đường cong (VCL, μm/s), vận tốc tuyến tính (VSL, μm/s) và vận tốc quỹ đạo trung bình (VAP, μm/s) đã được đo.Các video về tinh trùng được quay bằng kính hiển vi tương phản pha Optika XDS-3 ngược (với vật kính 40x) được kết nối với máy ảnh Tucson ISH1000 ở tốc độ 30 khung hình / giây trong 3 giây.Sử dụng phần mềm CASA để nghiên cứu ít nhất ba khu vực và 500 quỹ đạo tinh trùng trên mỗi mẫu.Video đã ghi được xử lý bằng CASA tự chế.Định nghĩa về khả năng vận động trong plug-in CASA dựa trên tốc độ bơi của tinh trùng so với tốc độ dòng chảy và không bao gồm các thông số khác như chuyển động từ bên này sang bên kia, vì điều này được cho là đáng tin cậy hơn trong dòng chất lỏng.Chuyển động lưu biến được mô tả là chuyển động của các tế bào tinh trùng ngược với hướng của dòng chất lỏng.Tinh trùng có đặc tính lưu biến được chia cho số lượng tinh trùng di động;tinh trùng ở trạng thái nghỉ ngơi và tinh trùng di chuyển đối lưu đã bị loại khỏi số lượng.
Tất cả các hóa chất được sử dụng đều được lấy từ Elgomhoria Pharmaceuticals (Cairo, Ai Cập) trừ khi có ghi chú khác.Thiết bị được sản xuất theo mô tả của El-sherry et al.40 với một số sửa đổi.Các vật liệu được sử dụng để chế tạo vi kênh bao gồm các tấm thủy tinh (Howard Glass, Worcester, MA), điện trở âm SU-8-25 (MicroChem, Newton, CA), rượu diacetone (Sigma Aldrich, Steinheim, Đức) và polyacetone.-184, Dow Corning, Midland, Michigan).Các vi kênh được chế tạo bằng kỹ thuật in thạch bản mềm.Đầu tiên, mặt nạ bảo vệ rõ ràng với thiết kế vi mạch mong muốn được in trên máy in có độ phân giải cao (Prismatic, Cairo, Egypt và Pacific Arts and Design, Markham, ON).Các bản gốc được tạo ra bằng cách sử dụng các tấm thủy tinh làm chất nền.Các tấm này được làm sạch trong axeton, isopropanol và nước khử ion, sau đó được phủ một lớp SU8-25 dày 20 µm bằng cách quay lớp phủ (3000 vòng/phút, 1 phút).Các lớp SU-8 sau đó được làm khô nhẹ (65°C, 2 phút và 95°C, 10 phút) và tiếp xúc với bức xạ UV trong 50 giây.Nướng sau khi tiếp xúc ở 65°C và 95°C trong 1 phút và 4 phút để liên kết ngang các lớp SU-8 đã tiếp xúc, tiếp theo là phát triển trong cồn diacetone trong 6,5 phút.Nướng cứng bánh quế (200°C trong 15 phút) để lớp SU-8 đông đặc hơn nữa.
PDMS được điều chế bằng cách trộn monome và chất làm cứng theo tỷ lệ trọng lượng là 10:1, sau đó khử khí trong bình hút ẩm chân không và đổ lên khung chính SU-8.PDMS được xử lý trong lò nướng (120°C, 30 phút), sau đó các kênh được cắt ra, tách ra khỏi bản chính và đục lỗ để cho phép gắn các ống ở đầu vào và đầu ra của vi kênh.Cuối cùng, các vi mạch PDMS được gắn vĩnh viễn vào các phiến kính hiển vi bằng bộ xử lý corona di động (Electro-Technic Products, Chicago, IL) như được mô tả ở nơi khác.Vi kênh được sử dụng trong nghiên cứu này có kích thước 200 µm × 20 µm (Rộng x Cao) và dài 3,6 cm.
Dòng chất lỏng gây ra bởi áp suất thủy tĩnh bên trong vi kênh đạt được bằng cách duy trì mức chất lỏng trong bể chứa đầu vào cao hơn chênh lệch độ cao Δh39 trong bể chứa đầu ra (Hình 1).
trong đó f là hệ số ma sát, được định nghĩa là f = C/Re đối với dòng chảy tầng trong kênh hình chữ nhật, trong đó C là hằng số tùy thuộc vào tỷ lệ khung hình của kênh, L là chiều dài của vi kênh, Vav là vận tốc trung bình bên trong vi kênh, Dh là đường kính thủy lực của kênh, g – gia tốc trọng trường.Sử dụng phương trình này, vận tốc kênh trung bình có thể được tính bằng phương trình sau: