精子的获能整理

精子的获能整理

整理者：苗振学号1510736

PART1研究的历史：

⑴张明觉发现：精子需要在雌性生殖道中停留一段时间才能与卵子受精。

⑵后来，许多科学家都证明精子获能是哺乳类动物精子都必须经历的一个生理成熟过程。

⑶早期的获能研究仅限于体内实验，即自然交配或人工受精(即从交配母畜的子宫内取出精子用于受精，以受精率为指标，分析获能的部位、时程及其机制)。

⑷但体内手段常受到某些条件的限制。为此，亟待发展另外一种研究获能的方法——体外获能。

⑸精子体外获能技术可以较好地控制实验条件，并可逐个分析获能的相关因子，极大地促进了精子获能的研究。因此半个世纪以来，已建立了较为理想的获能技术及评价方法，获能机制研究也取得了一定进展。

⑹体外获能的研究，为人工授精提供了理论的依据，极大的方便了优良种畜的繁殖。

PART2 体内的获能：

⑴经过附睾成熟，精子表面被覆了蛋白和多胺类等对获能有抑制作用的去能因子。（获能精子一旦与精浆和附睾液接触，可去获能，表明精浆和附睾液中都存在去能因子。）

⑵获能过程是子宫液和输卵管液之间出现的一种协同作用, 自然情况下，精子获能是在雌性生殖道内进行，自宫颈开始，经历子宫和输卵管，最后完成于输卵管壶腹部。

⑶精子获能是一系列的生理生化反应过程，其步骤大致可区分为：①激活精子鞭毛运动的频率及其类型发生改变【有的作者称作超激活运动】（运动活跃，尾部振幅大而有力，获能后精子由直线前进变为激烈的曲线运动，即超活化。其特征为头部侧向曲线运动，鞭打幅度加宽和沿星状自旋轨道运动。）；②获能精子膜结构及其特征的精细改变，以促进顶体外膜和质膜之间的融合；③顶体反应：研究者认为，顶体反应是由精子质膜和顶体外膜相互融合，形成囊泡化，使顶体内含物逸出顶体。陈大元等认为质膜并不参与顶体囊泡化，而是双层顶体外膜多位点自我融合而成。顶体反应表示精子获能已经完成。【不过也有作者认为顶体反应并不属于精子的获能，他认为精子获能与顶体反应是精子完成受精必须经历的两个重要阶段，多方比较发现这个争论颇多。】

⑷研究还发现，获能过程没有种的特异性，即精子获能可在异种液体中发生。

⑸雌激素有利于精子获能，而大剂量孕激素则抑制获能(Chang．1968)。获能所需时间因种类而有不同。一般需要 1．5 ～16h (人 5～7h )不等，即使在同一种类之间也存在着明显的差异。

PART3 体外获能：

⑴体外获能总体包括两个步骤：一是精子的洗涤，二是精子的体外获能处理。

⑵精子的洗涤：目的是减少或去除精浆内前列腺素、免疫活性细胞、细菌和碎片，减少精液的黏稠度，以促进精子获能。常用的洗涤处理方法有浮游法、Percoll密度梯度分离法和直接洗涤法。

⑶诱导精子体外获能和顶体反应的获能物质：

肝素、孕酮、咖啡因等物质；蛋白质类物质（如BSA）；Ca2+载体、高离子强度液、血清白蛋白等。目前，常用的为BO液和改良的Tyrdoe液(TALP)两大类。目前，诱导精子体外获能的方法主要有上浮法、沉淀加上游法和不连续密度梯度法。肝素处理法己成为目前动物体外受精应用最广泛的一种精子获能方法，一般认为，肝素的浓度以10～20 ug/mL为宜，如再加入一定剂量的咖啡因，还可以提高获能效果。

⑷体外的获能研究一定要进行是否获能成功的评判。目前常用HAM【超激活运动】、AR【顶体反应】和受精能力或穿卵试验(SPA ) 来评价精子的获能状况。精子HAM的特点是

头部运行轨迹呈不规律的“ 8”字形， 并显著地偏离直线。 它对于精子穿越输卵管峡部，克服输卵管上皮细胞的阻力，最后穿过卵丘细胞及其细胞外基质和透明带起着重要的作用。Wang 等(1993)报道，人精子HAM 的发生率与IvF 呈高度相关性。

PART4 获能的分子机制：

【我对于分子和生化方面最感兴趣，但是对于过多的信号分子及其机理表示无奈】

⑴Ca2+在启动和调节获能中的作用目前倍受争议，一些学者认为获能过程中细胞内Ca 2+浓度增加，其它一些人认为并没有变化。

⑵HCO3- 不仅能调节精子膜电位，还熊够刺激AC 【腺苷酸环化酶】的合成，从而促进cAMP 的生成；

⑶许多试验证实，人、牛、猪、小鼠及猫等物种的精子获能与PTP 【蛋白酪氨酸磷酸化】相关。【对于前面的钙离子和碳酸根离子的研究都有学者将其和PTP 的研究建立联系】 ⑷附睾尾精子在体外获能时促进了相对分子质量为40 000— 120 000的一系列PTP ，依

赖于培养液中BSA 、Ca 2+ 和HCO 3-的存在， 而PTP 的发生依赖于精子的成熟。

中，PTP 受PKA/cAMP 信号途径调节，蛋白激酶A(PKA)对精子的作用主要是通过对酪氨酸激酶或磷酸化酶的直接或间接调控来实现，而PKA 的活性依赖于cAMP 的数量。 cAMP 的数

量却受到Ca 2+、钙调素和HCO 3-的调控。

⑸获能精子细胞膜表面胆固醇外流，胆固醇／磷脂的比例及膜流动性降低，膜表面蛋白质重组。

⑹精子获能伴随精子膜电位超极化。

⑺几乎所有的实验都证明由卵丘细胞分泌的孕酮和卵泡液内的孕酮都能诱发顶体反应。 孕酮促进精子获能与诱导顶体反应可能都与胞质的 Ca2+内流有关。

⑻肝素是硫酸化程度最高的氨基多糖，被认为是最接近体内获能的生理性方法。活性获能因子被认为是一类似肝素的糖胺聚糖 (Glycosaminolycan)。这种糖胺聚糖可能通过结合和去 除精子质膜上抑制获能的蛋白来刺激获能的。有趣的是肝素同样增加cAMP 的合成，提高pH 值，并调节与获能相关的变化，如酪氨酸磷酸化。

参考文献：

1.精子获能（Ⅰ）作者：石其贤 刊名：浙江省医学科学院学报 出版日期：1990 期：第1期 页码：61-65

2.精子的获能 作者：渊锡藩 刊名：草食家畜 ISSN ：1003-6377 出版日期：1984 期号：第5期 页码：33-36

3. 不同获能液及不同处理方法对兔精子获能的影响

作者：张光景，张佳慧，杨波，张静，蔡缪荧，郝同杨，李拥军 刊名：中国畜牧杂志 ISSN ：0258-7033 出版日期：2014 期号：第9期 页码：32-35 作者单位：扬州大学动物科学与技术学院，江苏省动物遗传繁育与分子设计重点实验室

4. 影响哺乳动物精子体外获能的因素 魏红芳，郭建来 （郑州牧业工程高等专科学校，河南 郑州 7:6611）

5. 哺乳动物的精子获能及其鉴定

作者：张士芳 刊名：黑龙江动物繁殖 ISSN ：1005-2739 出版日期：2010 期号：第2期 页码：1-3 作者单位：东北林业大学野生动物资源学院；黑龙江省科学