精子獲能的分子機理-課件

精子獲能的分子機理

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射出的精子當經(jīng)過雌性動物生殖道時必須經(jīng)歷生理變化，這樣才能與卵子結合。精子這一系列的生物和功能的改變就叫做精子獲能。積累的證據(jù)表明啟動精子獲能是從膽固醇流出精子質膜開始。膽固醇的流出改變了質膜的通透性和流動性從而引起了鈣離子的內流，離子的內流作為一個級聯(lián)信號開啟并導致了精子獲能。然而這個鈣離子信號所產(chǎn)生的精確機制仍然不是很清楚，所以還需要大家的進一步的課余深入探討。

摘要2ppt課件

精子獲能的發(fā)現(xiàn)：哺乳動物的精子在剛射入雌性生殖道時,或從附睪取出時,并不具備受精能力,必需在雌性生殖道內經(jīng)過一段時間,發(fā)生生理及形態(tài)學的變化才能獲得受精能力,這一現(xiàn)象是被美籍華人科學家張明覺和澳大利亞科學家Austin發(fā)現(xiàn)的,后來被Austin稱為精子獲能（SpermCapacitation）。這一現(xiàn)象中精子發(fā)生很多生理生化改變，包括一些精子內部和表面的一些變化，如：精漿蛋白的移除、糖蛋白被吸收到精子的表面和精子質膜的改變。3ppt課件

哺乳動物的精子包含兩個部分：（1）含有頂體的頭部（頭的前部）和頂體后環(huán)區(qū)域（頭的后部）；（2）包含主段，中段和尾段的鞭毛[2]。精子的獲能是通過一系列的膜性能的改變和精子頭部和尾部多種酶激活從而激活細胞信號通路的結果。4ppt課件

精子的獲能主要分為兩類體內獲能：精子體內獲能的最初改變包括（1）精漿蛋白的移除，糖蛋白被吸收到精子的表面；（2）經(jīng)過雌性動物生殖道時精子表面分子的改變。精子獲能主要是精子質膜蛋白發(fā)生多種分子變化和甾醇類物質（主要是膽固醇）的變化改變了精子質膜的性質。膽固醇的流出改變了膜的通透性和流動性導致了離子的流入，從而激活了細胞內第二信使[1,4,15]?？傊?，在獲能的過程中，這些改變引起了精子蛋白激酶的激活，蛋白酪氨酸磷酸化從而激活精子。5ppt課件

體外獲能:射出的精子或者附睪尾部的精子也能在體外進行受精，只需放在含有牛血清蛋白、能量物質和電解質的混合液中即能獲能。白蛋白是雌性生殖道內分泌的主要蛋白質，同時也是體內和體外獲能的關鍵物質。這種蛋白質被認為是通過促進甾醇類（主要是膽固醇）從精子質膜流出從而啟動精子獲能。甾醇類物質的流出導致了膜性質的改變，增加了膜的通透性和流動性，造成了鈣離子和碳酸氫根負離子的流入，同時激活了細胞內的第二信使。6ppt課件77ppt課件8影響獲能的一些因素(溫度、pH、滲透壓)

大多數(shù)動物精子體外獲能的溫度為37—38℃。有的動物(豬和羊)精子獲能的最佳溫度為39℃。

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獲能的最適pH為7.4—8.0。低于6.7時獲能時間大大延長；豚鼠精子pH低于7.6時則獲能時間需24h。pH高于8.2時，可縮短精子獲能時間，但不利于精子生存。

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滲透壓對精子獲能也產(chǎn)生重要影響。低于270mOsm／kgH2O

或高于343mOsm／kgH2O

則影響精子獲能進程。最適宜的滲透壓為295～310mOsm／kgH2O

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正如上所述，鈣離子和碳酸氫根負離子的流入啟動了一個信號級聯(lián)反應。它包括以下幾方面：（a）腺苷酸環(huán)化酶的激活和環(huán)磷酸腺苷（cAMP）的生成；（b）蛋白激酶A或者其它激酶激活；（c）精子分子的一個子集發(fā)生蛋白酪氨酸磷酸化。因此，或許我們可以通過識別精子獲能時或者獲能過的精子的酪氨酸磷酸化分子來研究精子獲能的信號通路。11ppt課件12ppt課件

除了膽固醇的流出和鈣離子以及碳酸氫根負離子的流入外，另外一個導致獲能的重要改變就是精子質膜的成分和分布的改變。失去了膽固醇降低了質膜上膽固醇/磷脂的比例。有證據(jù)表明精子獲能前后精子質膜上的磷脂總量是沒有變化的，但在質膜內外的分布卻是有變化的。更進一步說，有證據(jù)表明在精子獲能時，精子質膜的磷脂發(fā)生甲基化[1]。因此，我們有理由可以假設精子獲能時質膜經(jīng)歷了一些生化變化并重新定位13ppt課件14檢測精子獲能的方法

超激活運動頂體反應精子穿卵試驗(SPA)CTC法下面介紹兩種14ppt課件15超激活運動(hyperactivatedmotility,HAM)

精子一旦獲能,其運動類型發(fā)生顯著改變,精子頭部側擺幅度和頻率明顯增加,而尾部振幅加大,頻率加快,呈現(xiàn)一種特殊的超激活運動或鞭打樣運動(whiplashmotility)。HAM系受精前精子為了適應受精需要而發(fā)生的一類特殊的運動類型。Yanagimachi(1970)首先在倉鼠精子獲能時觀察到這種現(xiàn)象。

HAM對于精子穿越輸卵管峽部,克服輸卵管上皮細胞的阻力,最后穿過卵丘細胞及其細胞外基質和透明帶起著重要的作用。15ppt課件16頂體反應(acrosomereaction,AR)

獲能后的精子在生理性誘導物如透明帶、孕酮,或非生理性誘導物如鈣離子載體A23187的誘導下,可發(fā)生頂體反應,即精子質膜與頂體外膜融合釋放頂體內容物。16ppt課件17獲能期間精子出現(xiàn)的各種變化1.膽固醇是維持細胞正常結構和功能所必需的成分。質膜脂質雙層內有豐富的膽固醇。獲能期間精子質膜膽固醇外流。精子質膜膽固醇的喪失可使膜蛋白的分布發(fā)生改變;可使膜的通透性發(fā)生改變,進而促進獲能。17ppt課件18

人輸卵管液中含有的白蛋白(HSA)，能結合并移去膽固醇；輸卵管液高濃度的高密度脂蛋白(HDL)可直接誘導膽固醇外流，其作用比白蛋白更強.在精子體外獲能時，獲能液中的牛血清白蛋白(BSA)，在有HCO3-

存在時可與膽固醇結合，以濃度依賴方式刺激膽固醇外流。

18ppt課件19獲能期間精子出現(xiàn)的各種變化2.胞內離子的改變精子獲能期間