精子运行与获能
精子离开男性、进入女性生殖道后,实现受精须经过运行和获能才能实现。所谓获能就是精子获得受精能力的过程。精子运行是精子功能、女性生殖道功能共同作用的结果;精子获能则在女性宫腔和输卵管内完成。
(一)精子运行
精子与卵子结合,需要在女性生殖道内运行到输卵管部位才能实现。在这个过程中,精子和女性生殖道共同作用,使精子能迅速到达受精部位。正常情况下,一次射精大约有200个精子到达输卵管壶腹部。影响精子能顺利到达受精部位的主要因素有。
1.宫颈黏液
宫颈黏液是由宫颈黏膜分泌的液体,它受到女性月经周期的影响发生周期性的变化。雌激素使宫颈黏液的盐分泌增加,从而使黏液呈现出稀薄特性,在烤干的涂片上呈现出羊齿状盐结晶;而在雌、孕激素的作用下变得黏稠,形成堵塞宫颈的黏液栓,在烤干的涂片上呈现出蛋白凝集的卵圆体。宫颈黏液的变化在生殖过程中具有重要的意义:随着卵泡的成熟时,雌激素处于较高的水平,宫颈黏液稀薄,有利于精子的运行实现生育;排卵后,雌、孕激素联合作用使宫颈黏液变得稠厚形成黏液栓,给胚胎的发育提供一个无菌安全的环境。
2.精子的运动
精子的运动能力是精子运行的最基本力量。
3.女性生殖道的运动
有依据证实,在性交后5 min,就可以在输卵管壶腹部发现精子。显然,其他因素参与了精子的运行。精液内前列腺素促进女性生殖道的蠕动可能发挥了一定的作用。
(二)精子获能
精子在附睾内已经获得了受精能力,但由附睾分泌的一种物质附于精子表面,抑制了其受精能力,这种物质被称为去能因子。能够解除去能因子的物质称为获能因子。
1.精子获能的过程(https://www.daowen.com)
当精子随精液射入阴道后,精子顶体表面的糖蛋白被生殖道分泌物中的α、β淀粉酶降解,进一步在子宫腔和输卵管内顶体膜结构中胆固醇与卵磷脂比率和膜电位发生变化,降低顶体膜稳定性,获得穿透卵子透明带并与卵细胞膜发生融合的能力,是精子在受精前必须经历的一个重要阶段。其实,生理状态下,精子不能单在阴道内获能,只有当其穿过宫颈时,精浆内大量的去能因子才能被阻挡。精子进入宫腔和输卵管后,子宫内膜和输卵管内膜产生获能因子才使精子最终获能。因此,可以说精子的获能过程是一个多时相的过程。先在子宫内,后在输卵管内。
2.精子获能后形态和功能改变
精子获能后在结构和功能上都发生了一系列特异性变化,表现在。
(1)超活化:获能精子处于超活化状态,运动强有力、尾部呈“鞭打样”的不对称运动。在精子运动轨迹分析上表现为轨迹速度增加、直线型降低、前向性降低、侧摆幅度增加。精子超活化后有利于精子通过输卵管腔内黏稠介质,赋予精子穿透放射冠和透明带力学基础。
(2)代谢方式改变:获能的精子以葡萄糖为主要能源,进行有氧和无氧两种功能方式。其酶系及信号系统也发生了变化,腺苷酸环化酶和磷脂酶被激活,蛋白质磷酸化加剧。精子前顶体素(PA)活化为顶体素。顶体素是一种存在于哺乳动物精子头部顶体中的丝氨酸蛋白酶,它以酶原的形式-PA结合在精子顶体的内膜上。作为受精过程中的一种重要的蛋白水解酶,顶体素的主要功能是水解卵透明带。
(3)膜变化:活化后,精子去除抑制顶体反应的稳定因子,丢失掩盖精卵识别位点的蛋白质,暴露或重新分布与精卵识别有关的蛋白质;膜凝集素受体变化,为精卵识别创造了条件;膜流动性增强,膜通透性改变,有利于钙离子内流,增强精子活力;膜出现高度特异性区域,有利于顶体反应和受精。
(4)形态变化:线粒体松散或肿胀。
3.精子获能的意义
精子经过获能后,有以下4个方面的意义:①去除精子表面的覆盖物,暴露出精子膜表面与卵子相识别的位点;②增加精子活力,改变膜的通透性;③精子头部出现流动性不相等的区域,为精子膜与顶体膜融合做好准备;④精子顶体后区膜的流动性加大,以准备与卵膜结合。
4.人类精子的体外获能
不同物种,在体外获能的操作的繁简相差很大。人类精子的体外获能过程相对简单。精子与精浆分离后,经过半小时左右的孵育即可获能。