精子获能的相关介绍

精子获能的相关介绍

摘要：射出的精子必须在雌性动物生殖道内发生某些变化才能进行进一步的反应才能与卵子结合并且完成受精。这一变化过程即精子获能。本文主要基于相关研究

资料对精子获能进行了一定的介绍。

关键词：精子、获能、受精

1、精子获能的基本概述

获能（英语：capacitation，全称为精子获能）是雌性动物生殖道内的物质去除精子膜表面的去能因子的过程。获能是精子获得穿透卵子透明带能力的生理过程，是精子在受精前必须经历的一个重要阶段。精子在子宫或输卵管内经历一段时间，在形态和生理上发生某些变化，机能上进一步成熟，才能具备受精能力。

精子获能的过程是多时期多步骤的复杂变化过程，包括两个阶段。获能的第一阶段是脱出精子表面的抗原物质和去能因子，增强了膜的通透性。第二阶段是精子细胞膜蛋白变化，即发生顶体反应。

1.1去能因子及获能因子

精子在附睾移行过程中，经过复杂的膜修饰和结构变化，获得了功能上的成熟，实质上已获得受精能力，但射出的精子并不能立即使卵子受精。由附睾分泌的一种物质附于精子表面，抑制了它的受精能力，这种物质被称为去能因子。它们大多含有糖蛋白。这些“去能因子”是顶体酶的抑制物质，可抑制精子的顶体酶活性。

精子进入女性生殖道以后，去能因子的作用被解除，精子才具有真正的受精能力，这就是精子获能。能够解除去能因子的物质称为获能因子。它们含有淀粉酶α和淀粉酶β成分，可以水解由糖蛋白组成的去能因子，使精子的顶体酶系统恢复活性，从而发生顶体反应，使得精卵结合。

1.2获能反应的位置及过程

精子在阴道内不能获能，只有当它穿过宫颈时，精浆内大量的去能因子和其他的一些酶抑制剂才能被阻挡。精子同子宫内膜接触后，子宫内膜产生获能因子。输卵管的分泌物也参与了精子获能。同时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。一般认为，精子获能的部位主要是在输卵管，也有的动物是在子宫或二种兼有。获能所需时间长短不等，例如大鼠为2小时、兔为4～6小时，长的可达20小时。从子宫、输卵管、卵泡液、放射冠和透明带中均可分离出粘蛋白类的物质，该物质能促进精子获能与受精的作用，并可分解精子表面去能因子而使精子获能。

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。随着精子的获能，氧耗量增加，精子运动加速，并迅速游向卵子，最终使精卵结合。在精子获能的同时，氧消耗量增加。输卵管液能刺激精子的氧化磷酸化过程，供给精子能量，从而使精子迅速地向前运动，加速游向卵子。

获能的本质在于暴露精子膜表面卵识别、结合因子解除对精子顶体反应的抑制，并使精子得以识别卵子并穿入卵内，完成受精。

获能精子在结构和功能上都发生了一系列特异性变化，表现在：精子超活化；精子代谢方式改变；精子膜变化；精子形态变化。

2、精子获能的分子机理

去能因子是一种糖蛋白，和精子的顶体帽呈可逆性的结合。这种结合掩盖了精子表面膜的Ca2 结合位点，而精子获能必须有Ca2 的参加。Na能促进精子获能，并能促进去能因子的

去除。Zn2 对精子的获能有抑制作用。根据这些特点用于体外受精的精子获能处理，能有效地提高受精成功率。

精子体内获能的最初改变包括：

（1）精浆蛋白的移除，糖蛋白被吸收到精子的表面；

（2）经过雌性动物生殖道时精子表面分子的改变。

白蛋白是雌性生殖道内分泌的主要蛋白质，同时也是体内和体外获能的关键物质。这种蛋白质被认为是通过促进甾醇类（主要是胆固醇）从精子质膜流出从而启动精子获能。精子获能主要是精子质膜蛋白发生多种分子变化和甾醇类物质（主要是胆固醇）的变化改变了精子质膜的性质，造成了钙离子和碳酸氢根负离子的流入，同时激活了细胞内的第二信使。

正如上所述，钙离子和碳酸氢根负离子的流入启动了一个信号级联反应。它包括以下几方面：

（1）腺苷酸环化酶的激活和环磷酸腺苷（cAMP）的生成；

（2）蛋白激酶A或者其它激酶激活；

（3）精子分子的一个子集发生蛋白酪氨酸磷酸化。

除了胆固醇的流出和钙离子以及碳酸氢根负离子的流入外，另外一个导致获能的重要改变就是精子质膜的成分和分布的改变。失去了胆固醇降低了质膜上胆固醇/磷脂的比例。有证据表明精子获能前后精子质膜上的磷脂总量是没有变化的，但在质膜内外的分布却是有变化的。更进一步说，有证据表明在精子获能时，精子质膜的磷脂发生甲基化。。

总之，在获能的过程中，这些改变引起了精子蛋白激酶的激活，蛋白酪氨酸磷酸化从而激活精子。

3、精子获能的生育意义

（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、精子获能的处理方法

（1）培养法：对啮齿动物、家兔和猪等动物，将取自附睾的精子，放入人工配制的获能液中，培养一段时间后，精子就可获能，这种方法称为培养法。

（2）化学诱导法：对于牛、羊等家畜，将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中，用化学药物诱导精子获能，称之为化学法。

参考文献

1.百度百科相关描述

2.维基百科相关描述

3.百度文库《精子获能的分子机理》等相关文献