Войти
Емкость - предпоследний шаг в созревании млекопитающих сперматозоидов и требуется для придания им способности оплодотворять ооцит. Этот шаг - биохимическое событие; сперматозоиды движутся нормально и выглядят зрелыми до капситации. In vivo капситация происходит после эякуляции, когда сперматозоиды покидают влагалище и попадают в верхние женские половые пути. матка помогает на стадиях конденсации, секретируя стеролсвязывающий альбумин, липопротеины, а также протеолитические и гликозидные ферменты, такие как гепарин.
В целях оплодотворения in vitro каппацитация происходит путем инкубации сперматозоидов, которые либо подверглись эякуляции, либо были выделены из придатка яичка и инкубированы в определенной среде в течение нескольких часов. Существуют различные методы выполнения этапа емкостной фильтрации: простая промывка, миграция (всплытие), градиенты плотности и фильтр. Цель состоит в том, чтобы изолировать как можно больше подвижных сперматозоидов и устранить неподвижные или мертвые сперматозоиды. После капситации in vivo или in vitro сперматозоиды должны пройти заключительную стадию созревания, активацию, включающую акросомную реакцию.
Сперматозоиды не млекопитающих не нуждаются в этой стадии капситации и готовы к оплодотворению ооцита сразу после выхода из мужчина.
Емкость имеет два эффекта: дестабилизация акросомальной мембраны головки сперматозоида, которая позволяет ей проникать во внешний слой яйцеклетки, и химические изменения в хвосте, которые обеспечивают большую подвижность сперматозоидов. Изменениям способствует удаление стеролов (например, холестерина ) и нековалентно связанных эпидидимальных / семенных гликопротеинов. В результате получается более жидкая мембрана с повышенной проницаемостью для Ca.
Приток Са вызывает повышенные уровни внутриклеточного цАМФ и, таким образом, увеличение подвижности. Гиперактивация совпадает с началом емкости и является результатом повышенного уровня кальция. Он оказывает синергетический стимулирующий эффект с аденозином, который увеличивает активность аденилциклазы в сперматозоидах.
Трипептид (FPP) необходим для контроля за емкостным действием. FPP вырабатывается предстательной железой как компонент семенной жидкости. FPP вступает в контакт со сперматозоидами во время эякуляции, так как сперма и семенная жидкость смешиваются. Высокий уровень активного FPP предотвращает образование конденсата. После эякуляции концентрация FPP в женских половых путях падает.
Потому что вспомогательные репродуктивные технологии или АРТ, такие как экстракорпоральное оплодотворение (IVF) или внутриматочная инсеминация (IUI) требует индукции емкости сперматозоидов за пределами нормальных биологических параметров, были разработаны многочисленные методы, чтобы вызвать этот процесс в сперматозоидах млекопитающих. Сперматозоиды собирают во время эякуляции или собирают из хвостового отдела придатка яичка и дают возможность разжижиться при комнатной температуре. Затем может быть вызвана капаситация путем добавления среды, имитирующей электролитический состав маточных труб, где происходит оплодотворение. Эти среды различаются у разных видов, но основаны на физиологическом растворе и содержат энергетические субстраты, такие как лактат, пируват и, возможно, глюкоза. Акцептор холестерина необходим для облегчения удаления холестерина с мембраны сперматозоидов, которым всегда является альбумин. Бычий сывороточный альбумин обычно используется для исследований на животных in vitro, а человеческий сывороточный альбумин (HSA) используется для индукции емкости сперматозоидов человека.
Бикарбонат является жизненно важным компонентом среды, вызывающей емкость, поскольку он совместно транспортируется в цитозоль, где он активирует растворимую аденилилциклазу (sAC), а также действует как буфер pH, необходимый для предотвращения снижения pH в культуре, необходимое добавление при инкубации клеток при 5% CO 2, которое обычно используется, хотя и не требуется. Хлорид кальция добавлен для облегчения притока катионов кальция. В моделях на животных в качестве основы обычно используется среда Тироде с лактат-пируватом альбумина (TALP), которая содержит каждый из этих компонентов. У людей используется трубная жидкость человека (HTF).
Эти среды могут быть дополнены другими химическими веществами, чтобы вызвать гиперактивированную подвижность сперматозоидов и / или акросомную реакцию. Для оплодотворения животных in vitro кофеин в концентрации 5 мМ является сильным индуктором емкости сперматозоидов in vitro. Ионофоры кальция также идеально подходят для индукции емкости. Добавление гепарина в среду, индуцирующую капитацию, имитирует секрецию гепариноподобных гикозаминогликанов (ГАГ) около ооцита и инициирует акросомную реакцию. Этот эффект усиливается при добавлении лизофосфатидилхолина (LC) в сочетании с гепарином. Катехоламины, такие как норэпинефрин, в низких концентрациях, как было показано, способствуют индукции акросомной реакции.
Было разработано множество методов для оценки степени, в которой сперматозоиды подвергаются капремитации in vitro. Компьютерный анализ спермы (CASA) был разработан в 1980-х годах для измерения кинематики сперматозоидов. CASA использует фазово-контрастную микроскопию в сочетании с программным обеспечением для отслеживания сперматозоидов для анализа параметров подвижности сперматозоидов. Было показано, что некоторые параметры, такие как криволинейная скорость (VCL), прямолинейная скорость (VSL), средняя траектория (VAP) и амплитуда бокового смещения головки (ALH), положительно коррелируют с приобретением способности к оплодотворению и поэтому используются для определения подвижности гиперактивных сперматозоидов.
Несмотря на то, что измерения подвижности имеют решающее значение для выявления гиперактивной подвижности, были разработаны дополнительные методы для определения возникновения акросомной реакции. В простом методе для окрашивания клеток используется кумасси бриллиантовый синий G250, обеспечивающий визуальное свидетельство наличия неповрежденных или прореагировавших акросом. Более совершенные методы используют методы флуоресцентной или электронной микроскопии. Конъюгированный с флуоресцеином арахисовый агглютинин (FITC-PNA) или Pisum sativum агглютинин (FITC-PSA) можно использовать для флуоресцентной маркировки акросомы сперматозоидов, которые затем можно использовать для оценки состояния акросомы с помощью флуоресцентного микроскопа.
Об открытии этого процесса независимо друг от друга сообщили в 1951 году оба Мин. Чуэ Чанг и.
