精子游动的秘密:咱们来到世界不容易,要珍惜生活
据统计,在受孕期间,男性释放的5500万个的精子中,只有大约15个精子能够通过生殖道。
北京时间3月22日消息,据国外媒体报道,一项新研讨发现,人类精子在游向卵子的过程中能运用尾部取得力量。来自英国的研讨人员发现,健康精子的尾部覆盖着一个强化层,这使它们可以做出强有力且有节奏地摇摆尾部,然后突破宫颈的黏液屏障。
这些研讨结果或许能为试管婴儿手术供给更好的挑选精子的办法,在更挨近天然状况的条件下识别出最适合的精子。
据统计,在受孕期间,男性开释的5500万个的精子中,只要大约15个精子可以经过生殖道。宫颈黏液的黏稠度是水的100倍,使得卵子与精子的结合成为天然界中最艰难的挑选应战之一。在英国,遭到生育问题影响的人数高达350万,而挑选体外人工受孕(IVF)技术的配偶均匀要花费2万英镑。
“咱们仍然不完全了解精子游动的才能,这可能与基因完整性有关。宫颈黏液是女性体内精子筛选机制的一部分,保证只要游水才能最强的精子才能与卵子结合,”英国约克大学的赫尔墨斯·加德尔哈(Hermes Gadêlha)博士说,“在挑选精子的过程中,IVF诊所并没有运用高黏度的液体来测试精子,因为直到现在仍不清楚这其中的重要性。”
“咱们的研讨标明,在挑选用于IVF治疗的精子时,还需要更多的临床试验和研讨,以探究这一天然环境因素的影响,”加德尔哈弥补道。他还表明,精子的尾部(由鞭毛构成)结构极为杂乱,可是其长度只相当于头发的宽度。
研讨人员将人类与其他哺乳动物的精子尾部结构与海胆的精子进行对比,包含人类在内的哺乳动物都是体内受精,而海胆则是将精子排到海水中,进行体外受精。
尽管海胆精子和人类精子的尾部都具有同样曲折的内核,但该研讨标明,哺乳动物的精子尾部可能现已演化出一个“强化”的外层,使它们具有额外的强度和稳定性,然后克服游动过程中遇到的黏稠液体屏障。
研讨人员经过虚拟模型来添加和去除不同物种精子的鞭毛特征,然后确定这些特征的功能。他们测试了虚拟海胆精子在黏稠液体(相似宫颈黏液)中的游动才能,发现它们的尾部在压力下迅速曲折,使它们无法向前推动。
相比之下,人类精子在相似水的低黏度液体中会强有力地摇摆。研讨人员解说称,如果是更为黏稠的液体,人类精子便会开端以一种有节奏的强有力波动形式游动。
“运用虚拟精子,咱们可以看到哺乳动物的精子是怎么适应在较粘稠的液体中游动的,”加德哈尔博士说,“咱们不知道哪种适应性首先出现,是更强有力的精子还是更黏稠的宫颈黏液,或者它们是否协同演化。可是,天然界中没有任何东西是偶然的,正是物种繁衍所需的条件在数百万年间施加了演化压力。”
不过,研讨人员表明,因为没有中枢神经系统来决议怎么运动和何时运动,因此操控精子运动的因素仍然是一个科学谜题。“咱们知道,就像咱们的手臂和双腿相同,精子也具有细小的肌肉,使它们可以将尾部曲折,但没有人知道尾部的这一切是怎么在纳米尺度上精心组织的,”加德哈尔博士弥补道,“精子是一种自组织的原始生物形式,运动似乎是自动发作的,或许是因为许多机制的杂乱组合在起作用。”
精子在人类繁衍中至关重要。对男性来说,精子的运动才能是保证繁衍成功的要害。为了顺畅游向卵子,精子演化出了具有运动功能的尾部,又称为鞭毛。
精子尾部由大约1000个组件构成,包含被称为微管蛋白(tubulin)的结构,它们是组成微管的主要成分。附着在这些微管上的是一类可以移动的分子,称为马达蛋白(motorprotein)。这些分子的移动促成了精子尾部的拉伸和曲折,然后使精子游动起来。精子尾部的能量来自线粒体。众所周知,线粒体是细胞中产生能量的发电站。!