1、精子获能的分子机理 1ppt课件 射出的精子当经过雌性动物生殖道时必须经历生理变化，这样才能与卵子结合。精子这一系列的生物和功能的改变就叫做精子获能。积累的证据表明启动精子获能是从胆固醇流出精子质膜开始。胆固醇的流出改变了质膜的通透性和流动性从而引起了钙离子的内流，离子的内流作为一个级联信号开启并导致了精子获能。然而这个钙离子信号所产生的精确机制仍然不是很清楚，所以还需要大家的进一步的课余深入探讨。 摘要2ppt课件 精子获能的发现：哺乳动物的精子在刚射入雌性生殖道时,或从附睾取出时,并不具备受精能力,必需在雌性生殖道内经过一段时间,发生生理及形态学的变化才能获得受精能力,这一现象是被美籍华人
2、科学家张明觉和澳大利亚科学家Austin 发现的,后来被Austin 称为精子获能（Sperm Capacitation）。这一现象中精子发生很多生理生化改变，包括一些精子内部和表面的一些变化，如：精浆蛋白的移除、糖蛋白被吸收到精子的表面和精子质膜的改变。3ppt课件 哺乳动物的精子包含两个部分：（1）含有顶体的头部（头的前部）和顶体后环区域（头的后部）；（2）包含主段，中段和尾段的鞭毛2。精子的获能是通过一系列的膜性能的改变和精子头部和尾部多种酶激活从而激活细胞信号通路的结果。4ppt课件 精子的获能主要分为两类 体内获能：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
3、表面；（2）经过雌性动物生殖道时精子表面分子的改变。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。胆固醇的流出改变了膜的通透性和流动性导致了离子的流入，从而激活了细胞内第二信使1,4,15。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。5ppt课件 体外获能:射出的精子或者附睾尾部的精子也能在体外进行受精，只需放在含有牛血清蛋白、能量物质和电解质的混合液中即能获能。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
4、动精子获能。甾醇类物质的流出导致了膜性质的改变，增加了膜的通透性和流动性，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。6ppt课件77ppt课件8影响获能的一些因素影响获能的一些因素( (温度、温度、pHpH、渗透压、渗透压) ) 大多数动物精子体外获能的温度为大多数动物精子体外获能的温度为37373838。有的动物。有的动物( (猪和羊猪和羊) )精子获能的精子获能的最佳温度为最佳温度为3939。 8ppt课件9 获能的最适获能的最适pHpH为为7. 4 7. 4 8.0 8.0。低。低于于6.76.7时获能时间大大延长；豚鼠精时获能时间大大延长；豚鼠精子子pHpH低于低
5、于7.67.6时则获能时间需时则获能时间需24 h24 h。pHpH高于高于8.28.2时，可缩短精子获能时间，时，可缩短精子获能时间，但不利于精子生存。但不利于精子生存。 9ppt课件10 渗透压对精子获能也产生重渗透压对精子获能也产生重要影响。低于要影响。低于270 mOsm270 mOsmkg kg H2O 或高于或高于343 mOsm343 mOsmkg kg H2O 则影响则影响精子获能进程。最适宜的渗透压精子获能进程。最适宜的渗透压为为295295310 mOsm310 mOsmkgkgH H2 2O O 10ppt课件 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
6、应。它包括以下几方面：（a）腺苷酸环化酶的激活和环磷酸腺苷（cAMP）的生成；（b）蛋白激酶A或者其它激酶激活；（c）精子分子的一个子集发生蛋白酪氨酸磷酸化。因此，或许我们可以通过识别精子获能时或者获能过的精子的酪氨酸磷酸化分子来研究精子获能的信号通路。 11ppt课件12ppt课件 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1。因此，我
7、们有理由可以假设精子获能时质膜经历了一些生化变化并重新定位13ppt课件14检测精子获能的方法检测精子获能的方法 超激活运动超激活运动 顶体反应顶体反应 精子穿卵试验精子穿卵试验(SPA ) (SPA ) CTC CTC法法下面介绍两种下面介绍两种14ppt课件15超激活运动超激活运动(hyperactivated(hyperactivated motility, HAM) motility, HAM) 精子一旦获能精子一旦获能, ,其运动类型发生显著改变其运动类型发生显著改变, ,精子头精子头部侧摆幅度和频率明显增加部侧摆幅度和频率明显增加, ,而尾部振幅加大而尾部振幅加大, ,频率加频率加
8、快快, ,呈现一种特殊的超激活运动或鞭打样运动呈现一种特殊的超激活运动或鞭打样运动(whiplash motility)(whiplash motility)。HAMHAM系受精前精子为了适应系受精前精子为了适应受精需要而发生的一类特殊的运动类型。受精需要而发生的一类特殊的运动类型。Yanagimachi(1970)Yanagimachi(1970)首先在仓鼠精子获能时观察到这首先在仓鼠精子获能时观察到这种现象。种现象。 HAMHAM对于精子穿越输卵管峡部对于精子穿越输卵管峡部, ,克服输卵管上皮细克服输卵管上皮细胞的阻力胞的阻力, ,最后穿过卵丘细胞及其细胞外基质和透明最后穿过卵丘细胞及其细
9、胞外基质和透明带起着重要的作用。带起着重要的作用。15ppt课件16顶体反应顶体反应(acrosome(acrosome reaction , AR) reaction , AR) 获能后的精子在生理性诱导物如透明获能后的精子在生理性诱导物如透明带、孕酮带、孕酮, ,或非生理性诱导物如钙离子载或非生理性诱导物如钙离子载体体A23187A23187的诱导下的诱导下, ,可发生顶体反应可发生顶体反应, , 即即精子质膜与顶体外膜融合释放顶体内容精子质膜与顶体外膜融合释放顶体内容物。物。16ppt课件17获能期间精子出现的各种变化获能期间精子出现的各种变化1.1.胆固醇是维持细胞正常结构和功能所胆固
10、醇是维持细胞正常结构和功能所必需的成分。质膜脂质双层内有丰富的必需的成分。质膜脂质双层内有丰富的胆固醇。获能期间精子质膜胆固醇外流。胆固醇。获能期间精子质膜胆固醇外流。精子质膜胆固醇的丧失可使膜蛋白的分精子质膜胆固醇的丧失可使膜蛋白的分布发生改变布发生改变; ; 可使膜的通透性发生改变可使膜的通透性发生改变, , 进而促进获能。进而促进获能。 17ppt课件18 人输卵管液中含有的白蛋白人输卵管液中含有的白蛋白(HSA)(HSA)，能，能结合并移去胆固醇；输卵管液高浓度的高结合并移去胆固醇；输卵管液高浓度的高密度脂蛋白密度脂蛋白(HDL)(HDL)可直接诱导胆固醇外流，可直接诱导胆固醇外流，其
11、作用比白蛋白更强其作用比白蛋白更强. .在精子体外获能时，在精子体外获能时，获能液中的牛血清白蛋白获能液中的牛血清白蛋白(BSA)(BSA)，在有，在有HCOHCO3 3- - 存在时可与胆固醇结合，以浓度依赖方式存在时可与胆固醇结合，以浓度依赖方式刺激胆固醇外流。刺激胆固醇外流。 18ppt课件19获能期间精子出现的各种变化获能期间精子出现的各种变化2.2.胞内离子的改变胞内离子的改变 精子获能期间一些胞外精子获能期间一些胞外CaCa2+2+进入胞进入胞内，胞内内，胞内CaCa2+2+逐步升高，并呈时间依赖逐步升高，并呈时间依赖关系关系. HCO. HCO3 3- -浓度增加浓度增加. Ca. Ca2+2+和和HCOHCO3 3- -均均能刺激腺苷酸环化酶能刺激腺苷酸环化酶(AC)(AC)合成合成cAMPcAMP，胞内胞内cAMPcAMP升高进而促进精子获能升高进而促进精子获能. .19ppt课件Thanks20ppt课件
