精子运动对体外受精率_妊娠率的影响

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精子运动对体外受精率、妊娠率的影响

李丽莎　孙昭3

成都市妇产科医院成都生殖与不孕研究所　成都610015

3四川大学基础医学与法医学院组织学与胚胎学教研室　成都610041

在体外受精—胚胎移植技术(In V itro Fertilizati on-Em b ryo T ran sfer简称I V F-ET)中,过去单纯考虑或更多的考虑卵子质量,是因为得到卵子比较困难,超排卵花费较高;胚胎学方面也较多地强调卵子在胚胎发育中占有的作用,所以人们常常忽视精子质量特别是其运动能力对发育的影响,越来越多的事实说明,精子对I V F-ET的成功率同样起到至关重要的作用。而在20世纪90年代产生的计算机辅助分析精子(Com p u ter A ssisted Sper m A nalysis CA SA)技术则能比较准确地反映精子的运动特性。

1　精子的产生、成熟、获能与受精

精子由睾丸曲细精管的生精上皮产生。生精上皮由生精细胞和支持细胞(serto li cell)组成,生精细胞包括精原细胞、初级精母细胞、次级精母细胞和精子细胞。生精细胞越近管腔越趋成熟,最后经变成态为精子。此时的精子尚无受精能力,也无运动能力。在曲细精管内产生的精子被运送到附睾停留一段时间,达到生理成熟,此间由附睾上皮分泌一种糖蛋白叫前向运动蛋白,与精子表面的运动蛋白受体结合,使精子产生前向运动〔1〕,同时,附睾头部分泌酸性糖蛋白与精子结合并定位与顶体及尾部,与精子将来在受精时附着于透明带上有重要作用。受精早期包括精子获能、精卵识别(或粘着)、顶体反应。精卵质膜融合受糖类调节,输卵管特异糖蛋白(CO GP)对精子获能起直接作用,蛋白多糖和氨基葡聚糖均可诱发精子获能〔2〕。精子表面的甘露糖配体的受体是其受精能力的分子标记物〔3〕,精子表面的去能因子可抑制它的

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受精能力,去能因子包括放射冠穿透酶和顶体蛋白酶的抑制剂。目前研究认为〔4〕与去能因子相拮抗的物质为获能因子,来源于子宫内膜和输卵管的分泌物,可能是受激素支配的高浓度的离子、Β-淀粉酶、受分泌物激活的唾液酸苷酶和上面提到的蛋白多糖和氨基葡聚糖。有人认为〔5〕卵泡液也具有使精子获能的能力,卵泡越趋成熟则作用越强,还认为卵泡细胞分泌的氨基多糖也具有使精子获能的作用〔5〕。获能后的精子随即发生顶体反应,袁玉英等〔6〕用金黄地鼠做实验发现卵丘细胞及其胞外基质对精子获能、顶体反应起作用,诱发顶体反应,增强精子的受精能力。顶体反应时精子质膜与顶体外膜发生间断融合,出现许多小孔,顶体酶释放,分解放射冠,穿过透明带到达卵周隙,精子头的细胞膜与卵细胞膜融合,核和胞浆进入卵内,卵子迅速完成第二次成熟分裂,产生雌、雄原核——双原核,两个原核在中间靠拢,核膜消失,形成二倍体合子,进行新个体的第一次细胞分裂即第一次卵裂。

2　人精子体外获能与体外受精

精子在体外培养基中孵育一段时间后,和在女性生殖道内一样可以获能并具有受精能力。进入女性生殖道内的精子在阴道内可存活2.5小时,在宫颈、宫腔及输卵管可存活24或48小时,甚至72-96小时,它的存活与寿命受多种因素的影响,与精液质量、渗透压、个体差异有关,也与女方因素如激素水平、排卵期局部(输卵管、卵泡液等)条件有关〔7〕,还可能与顶体反应等获能状态有关〔8〕。精子在获能过程中除发生顶体反应和高活化外,还有一系列复杂的生理、生化、形态和功能等多方面的变化,也伴随着活精子密度、质量(运动性、活动性)和功能等多方面的变化。其结果直接关系到受精的能力和受精的潜能的大小。因此,对获能过程中精子活动和运动能力的了解则有着重要意义。测出一份精液标本中所存在的一群速度快、定向性好与受精密切相关的“快速运动群体”是至关重要的,因为精液中只有该群体(4.15%)才是完成受精精子的候选者所在〔8〕。人精子体外获能已在“试管婴儿”技术诞生前就产生,过去常用于宫腔内人工授精(In trau terine In sem2 inati on)技术,它针对男方精液存在抗精子抗体(A s A b)或液化时间不正常等而采用体外精液洗涤技术,去除抗精子抗体,增强精子的活力后再注入受术者宫腔内达到使其怀孕的目的,这一技术实际是将精液中很少的“快速运动群体”数量提高,同时也提高它们的运动速度。随着I V F-ET技术的发展,对精子体外获能技术的要求也提高了,并有了深入的研究,有人认为梯度离心法可以获得形态好、运动速度快的精子〔9〕,也有人认为上游法(s w i m m ing-up)能获得顶体完好的精子〔10〕。过去认为〔11〕在洗涤液中加入白蛋白即能受精,现在的观点是〔12〕精子的体外获能还与洗涤液的改变以及在其中加入精子代谢需要的能量物质,如丙酮酸钠(N a Pyruvate)、葡萄糖(Gluco se),从而使其获得更强的运动能力。

张树成等〔13〕研究了体外获能中精子运动的变化和丧失运动能力的时间。他认为用普通培养基比高渗培养基更利于精子获能,无论是获能开始时活力和速度提高的程度,还是48小时中的降低程度,均是普通培养基好于高渗培养基,随获能时间的延长这种差别越来越大。他还观察到获能开始时活力的提高程度大,但获能48小时中其降低程度也快,并且随获能时间的延长活力降低程度越来越快,同时这种降低是前向运动能力的减弱或丧失,是高活力和良好活力精子首先减少,而其活动性不会丧失,即精子活动和运动能力先是活力降低,再是速度降低。因此,一

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