Sperma toiminta
In vivo, purkautuu sperman kaikki eutherian nisäkkäät eivät pysty lannoittaa, kunnes ne on tehty capacitation, jonka avulla acrosome reaktio (AR) tapahtuu, kun siittiöt lähestymistapa tai ota yhteyttä munasolun . Kapasitaatio on ajasta riippuvainen ilmiö, jonka absoluuttinen ajankulku on lajikohtainen ., Se valmistelee siittiöiden tehdään AR mukana vapauttaa lyyttisten entsyymien ja altistuminen kalvo reseptoreihin, joita tarvitaan siittiöiden levinneisyys kautta zona pellucida (ZP) ja fuusio oolema . Siittiöiden kulkeutumista naisten sukuelinten voi tapahtua melko nopeasti (kertaa niin lyhyt kuin 15-30 min, on raportoitu ihmisillä), ottaa huomioon, että capacitation voi kestää 3 s-24 h . On spekuloitu; siksi, että kapasitaatio on valmis vasta sen jälkeen, kun siittiöt ovat tulleet cumulus oophorus., Tämä viive on fysiologisesti hyödyllistä, koska siittiöt eivät vastaa AR-asiakkuutta signaaleja, kunnes he lähestyvät ZP, estää ennenaikaista ARs, joka johtaa lopulta siihen, että sperma on kyvyttömyys tunkeutua muna-asussa . Siittiöiden capacitation on postejaculatory muuttaminen siittiöiden solukalvon, joka liittyy mobilisaatio ja/tai poistaminen pinnan osia, kuten glykoproteiineja, decapacitation tekijä, acrosome-vakauttava tekijä, ja acrosin estäjä. Siittiöiden kapasitaatioon liittyy merkittäviä biokemiallisia ja biofysikaalisia muutoksia kalvokompleksissa ja energia-aineenvaihdunnassa., Läsnäolo korkea pitoisuus kolesterolin seminal plasma, joka ylläpitää korkean kolesterolin pitoisuus siittiöiden kalvot, näyttää olevan tärkein tekijä estämällä capacitation . Capacitation liittyy lisääntynyt kalvo sujuvuutta, aiheuttaa kolesterolin poistumista siittiöiden solukalvon kautta steroli hyväksyvien läsnä naisten-suolikanavan eritteistä . Merkittävä muutos siittiöiden liikkuvuudessa, nimeltään hyperaktivaatio, liittyy myös kapasitaatioon., Hyperactivated siittiöt näytteille erittäin voimakasta, mutta epäpätevään liikkuvuutta kuvio, seurauksena Ca2+ tulva, joka aiheuttaa lisääntynyt flagellar kaarevuus ja äärimmäisen sivusuunnassa liikkumista siittiöiden pään . Proteasomi osallistuu kalsiumkanavien aktivoimiseen, mikä myös lisää kalvon juoksevuutta ja läpäisevyyttä . Nämä tapahtumat eivät seuraa, tai esiintyä samanaikaisesti, (1) lasku net pinta-johtoon, (2) devoided alueella intramembrane proteiinia ja sterolit, ja (3) pitoisuuksien anioniset fosfolipidejä ., Hyperactivated liikkuvuus on välttämätön siittiöiden tunkeutumista ehjä munasolun–cumulus komplekseja sekä in vitro-ja in vivo .
siittiö sitoutuu ZP sen ehjän solukalvon jälkeen tunkeutuu cumulus oophorus. Siittiöiden sitoutuminen tapahtuu spesifisten reseptorien kautta ZP-glykoproteiineihin, jotka sijaitsevat etummaisen sperman pään päällä . ZP-glykoproteiinien glykosylaatio on tärkeä osa siittiöiden ja ZP: n yhteisvaikutusta., Uskotaan, että ihmisen ZP glykoproteiini-3 (ZP3) on keskeinen rooli aloitteentekijänä AR ; kuitenkin, se on hiljattain osoittanut, että ihmisen ZP1 ja ZP4 ovat myös mukana prosessissa . AR on ärsyke-eritystä yhdistettynä exocytotic tapahtuma, jossa acrosome sulakkeita päällä plasma-kalvo . Useita fuusioiden välillä ulompi acrosomal kalvo ja solukalvon vapautua hydrolyyttinen entsyymit (enimmäkseen acrosin) ja altistuminen uusi kalvo verkkotunnuksia, jotka molemmat ovat välttämättömiä, jos lannoitus on edetä pidemmälle., Se hydrolyyttinen entsyymit vapautuvat acrosome sulattaa ZP, jolloin siittiö läpäisee munasolun . AR näyttää olevan fysiologisesti aiheuttama luonnollinen piristeitä, kuten munarakkulanesteestä (FF), keltarauhashormonia, progesteronia, ja hydroxyprogesterone . Munarakkulanesteestä ja cumulus solut sisältävät proteiineihin progesteroni, joka on todettu yhdeksi tärkeimmistä acrosome-reaktion aiheuttavia aineita . Follikulaarinen neste stimuloi ar annoksesta riippuvaisesti ., Paikallisesti tuotetun estradiolin yhteys ejakuloituneiden siittiöiden, AR: n ja sperman kapasitaation välillä kuvattiin . Lisäksi todisteet osoittavat, että ympäristön estrogeenit voivat merkittävästi edistää nisäkkäiden siittiöiden kapasitaatio ja AR . Siksi AR-hoito aloitetaan todennäköisesti, kun munasolun tuottamat ligandit sitoutuvat siittiöreseptoreihin. Tämä signaali transduced intrasellulaarisesti kautta toinen sanansaattajat, lopulta johtaa eksosytoosi ., Useita toinen messenger väyliä on tunnistettu ihmisen siittiöt, mukaan lukien ne, jotka johtavat aktivointi syklisen adenosiinimonofosfaatin (cAMP), syklinen guanosiini monofosfaatti (cGMP), ja fosfolipidi-riippuvainen proteiini kinaasit . Nämä kinaasit ovat kutsutaan, vastaavasti, proteiinikinaasi A-proteiinikinaasi G ja proteiini kinaasi C: on mahdollista, että nämä reitit vuorovaikutuksessa, jotta varmistetaan optimaalinen vaste on oikea paikka ja aika aikana lannoitus prosessi., Vaikka pitoisuus cGMP vuonna purkautuu ihmisen siemenneste on lähes seitsemän kertaa pienempi kuin leiri, se on arveltu, että molemmat nukleotidit on samanlainen rooli, koska niiden AR riippuvainen proteiini kinaasit ovat läheistä sukua . AR voidaan indusoida myös keinotekoisilla stimulanteilla, jotka aiheuttavat ja lisäävät siittiöiden solunsisäistä kalsiumia .
akrosomin eheys on ratkaiseva lannoituksen kannalta. Suuri osa siittiöistä, joilla on ehjät akrosomit, nähdään tavallisten miesten ejakulaatioissa. Tällaisilla henkilöillä ∼5-20% siittiösoluissa voi kuitenkin esiintyä spontaaneja ARs-arvoja, joilla ei ole kliinistä merkitystä ., Päinvastoin, useat epänormaalit olosuhteet vaikuttavat siittiöiden acrosome voi johtaa vähentynyt lannoitus kyky. Acrosomeless pallopäinen siittiöt (globozoospermic siittiöt) eivät pysty hedelmöittää munasolut, ja lisääntynyt prosenttiosuudet morfologisesti poikkeavia acrosomes liittyivät lannoitus vika avustaa lisääntymis tekniikka (ART) käyttäen tavanomaisia in vitro lannoitus (IVF) . AR on aika-riippuvainen ilmiö, se ei voi tapahtua ennenaikaisesti tai liian myöhään ., Sekä ennenaikainen AR että siittiöiden kyvyttömyys vapauttaa akrosomaalinen sisältö vastauksena asianmukaisiin ärsykkeisiin (tunnetaan nimellä AR-vajaatoiminta) ovat liittyneet selittämättömään miesten hedelmättömyyteen . Vaikka syy ennenaikaista AR on tuntematon, ennenaikainen (ärsyke-riippumaton) aloittamista acrosomal exocytosis näyttää liittyvän häiriön plasman kalvo vakautta. Tässä tilanteessa, AR voi liittyä ennenaikainen aktivointi reseptorin välittämä prosessi, vaan pikemminkin heijastaa luontainen hauraus siittiöitä kalvo, joka johtaa reseptorin riippumaton acrosomal menetys ., Antisperm vasta-aineet (ASA) voivat vaikuttaa haitallisesti sperman kykyyn käydä läpi kapasitaatio ja AR . Chang ym. raportoitu vähentää lannoituksen korko joko IgG suoraan sidottu sperma tai IgM läsnä naisten seerumin. IgG: n ja IgA: n yhdistelmällä voi olla synergistinen kielteinen vaikutus hedelmöitykseen . Myrkylliset aineet siittiöiden voivat vaikuttaa myös AR. Korkeat pitoisuudet ravinnon phytochemicals, kuten genisteiini, isoflavone, ja β-lapachone, olivat osoittaneet, tukahduttaa AR annoksesta ja ajasta riippuva tavalla rotta malli ., Esto AR by genisteiini näyttää mukana proteiinikinaasi C: n reitti, kun taas β-lapachone on suora sytotoksinen vaikutus siittiöiden solukalvon. On arveltu, että genisteiini ja β-lapakoni voivat vaikuttaa miesten hedelmällisyyteen estämällä AR: n suurilla annoksilla ja AR: n induktiolla pieninä annoksina . Kalsiuminestäjät voivat myös häiritä ar-eksokytoottista tapahtumaa., Siittiöiden inkubaation kalsium-salpaajat, kuten trifluoperazine (calmodulin-estäjä), verapamiili (Ca2+ – kanavan estäjä) ja nifedipiinin (voltage-dependent Ca2+ – kanavan estäjä) vähensi kyky hamsteri siittiöiden tehdään AR .
Viimeaikaiset ar–julkaisut ovat keskittyneet sperman ja munasolujen fuusion biokemiallisiin ja toiminnallisiin näkökohtiin. On osoitettu, että ihmisillä, ZP1 lisäksi ZP3 ja ZP4 sitoutuu capacitated siittiöt ja aiheuttaa acrosomal exocytosis ., Se ZP3-indusoitu AR liittyy aktivointi T-tyyppi jännite-käyttää kalsium-kanavia (VOCCs), ottaa huomioon, että ZP1 – ja ZP4 ottaa mukaan T – ja L-tyypin VOCCs. Chiu ym. kertoi, että glycodelin-A, glykoproteiini läsnä naisten lisääntymisterveyttä tract, herkistää ihmisen siittiöt, että ZP-indusoitu AR in glykosylaatio-erityinen mekanismi, johon aktivointi adenylyl cyclase/PKA-reitin, tukahduttaminen solunulkoinen signaalin säännelty kinaasin aktivaation ja säätelyä ZP aiheuttama kalsiumin sisäänvirtaus., Nämä havainnot viittaavat siihen, että glykodelin-A voi olla tärkeä in vivo, jotta voidaan varmistaa ihmisen siittiöiden täydellinen reagointi ZP: hen.