정자 운동성

Sperm motility
인간의 정자 세포가 현미경으로 움직이는 영상

정자 운동성은 정자가 난자에 도달하기 위해 여성 생식기관(내부 수정)이나 물(외부 수정)을 통해 적절하게 움직일 수 있는 능력을 묘사한다.정자 운동성은 또한 성공적인 수태의 한 요소인 질로 생각할 수 있다; 제대로 "스킴"하지 않는 정자는 수정하기 위해 난자에 도달하지 못할 것이다.포유류의 정자 운동성은 또한 포유류 난모세포에 둘러싸인 적포도(세포층)와 조나 펠루치다(세포외행렬층)를 통해 정자의 통행을 용이하게 한다.

나무쥐 아포데무스 실바티쿠스에서는 암컷 생식관의 점성 환경을 더 잘 항해하기 때문에 난자를 수정시킬 수 있는 '트레인'에 정자가 응집한다.기차는 정현상으로 움직인다.

정자 운동성은 또한 난자에 의해 방출되는 특정 요인에 의해서도 영향을 받는다.[1]

정자운동은 세포내 이온농도의 변화에 의해 활성화된다.[2]운동성을 자극하는 이온농도의 변화는 종마다 다르다.해양 무척추동물과 성게의 경우 pH가 약 7.2~7.6으로 상승하면 ATPase가 활성화되어 세포내 칼륨이 감소하므로 막과극화가 유발된다.그 결과 정자 운동이 활성화된다.[3]세포 내 이온 농도를 변화시키는 세포 체적의 변화도 정자 운동성의 활성화에 기여할 수 있다.일부 포유류에서 정자의 운동성은 pH, 칼슘 이온, cAMP의 증가에 의해 활성화되지만, 전염병에서는 낮은 pH에 의해 억제된다.

정자의 꼬리 - 편평체는 정자에 운동성을 부여하며, 세 가지 주요 성분을 가지고 있다.

  1. 11개의 미세 관으로 구성된 중심 골격은 축음부를 통칭하며, 섬에서 발견되는 동등한 구조와 유사하다.
  2. 액소네마를 덮고 있는 얇은 세포막
  3. 미토콘드리아는 가운데 조각의 악소네 주위에 나선형으로 배열되어 있다.

꼬리가 앞뒤로 움직이면 차축선을 구성하는 전관과 후관 사이의 리드미컬한 세로 방향 슬라이딩 동작이 발생한다.이 과정을 위한 에너지는 미토콘드리아가 생산하는 ATP에 의해 공급된다.유동 매체에서의 정자의 속도는 보통 1-4 mm/min이다.이것은 정자가 난자를 수정하기 위해 난자를 향해 움직일 수 있게 한다.

액소네마는 원위 중심이라고 알려진 중심핵에 그 기저부에 부착되며 기저체 역할을 한다.[4]대부분의 동물에서 이 원위부 중심은 액소네임 베이스에서 미세관 필라멘트가 움직이는 것을 막는 충격 흡수제 역할을 한다.이와는 대조적으로 포유류에서 원위 중심은 비정위 원위 중심이라고 알려진 비정형 구조를 진화시켰다.[5]비정형 중심은 좌우로 구성된 재생된 미세관들로 이루어져 있다.정자가 움직이는 동안 양쪽은 서로 상대적으로 움직이며 정자 꼬리의 파형을 형성하는 데 도움을 준다.[5]

포유류에서 정자조아는 정전이라고 알려진 과정을 통해 기능적으로 성숙한다.정자조아가 허혈성 난관에 이르면 상피에 붙으면서 운동성이 떨어진다고 보고됐다.배란기에 가까운 시기에 초활성화가 일어난다.이 과정에서 플라젤라는 높은 곡률과 긴 파장으로 움직인다.[6]초활성화는 세포외 칼슘에 의해 시작되지만 칼슘 수준을 조절하는 요인은 알려져 있지 않다.[7]

기술적 개입이 없으면 운동성이 없거나 비정상적으로 운동하는 정자는 수정되지 않을 것이다.따라서, 운동성이 있는 정자 모집단의 분수는 정액질의 척도로 널리 사용된다.불충분한 정자 운동성은 난임이나 불임의 일반적인 원인이다.정자의 질을 향상시키기 위해 몇 가지 방법이 이용 가능하다.

악소네미 운동

정자 운동성은 몇 가지 신진대사 경로와 규제 메커니즘에 의존한다.

악소날 굴곡운동은 분자모터 다이네인에 의한 악소날 더블트 마이크로튜브의 능동적인 슬라이딩을 기반으로 하며, 이는 외팔과 내팔로 나뉜다.외팔과 내팔은 편평 운동성의 생산과 조절에서 서로 다른 역할을 한다: 외팔은 박동 주파수를 증가시키고 내팔은 편평한 굴곡의 추진과 전파에 관여한다.편평체의 휨은 Dynein 암 부착, B 서브 유닛의 힘 생성 및 분리의 후속 사이클에 기인한다.차축의 결합은 다이네인이 생성하는 미세관 슬라이딩에 대한 저항의 결과물이다.

중앙 페어 기구의 양쪽에 있는 다이네인은 평판 굴절을 조절하는 방사형 스포크-중앙 페어 기구에 의해 이루어지는 활성화/비활성화 게임에 의해 반대 방향으로 조절된다.정자 운동성은 몇 가지 경로로 조절되며 가장 중요한 것은 칼슘 경로와 PKA 경로다.이 경로는 이온, 아데닐 사이클라아제, cAMP, 멤브레인 채널 및 인광이다.

첫+ 번째 이벤트는 HCO3 수준 증가를 가져오는 Na/HCO3(NBC) 공동운송자 활성화와− HCO3/Cl by SLC26 트랜스포터 규제다.

두 번째 이벤트는 Na+/H+ 교환기와 양성자 채널 Hv-1의 활성화로 pH 레벨 증가를 이끈다.

이러한 HCO3와 pH 수치의 증가는 정자막 특정 칼슘 통로인 CatSper 채널의 활성화를 가져왔다.CatSperm은 프로게스테론과 알부민으로도 활성화할 수 있다.CatSper는 일단 활성화되면 세포 내에 칼슘이 자유롭게 들어오게 되는데, 이는 전 세계적으로 칼슘 세포 내 수치가 증가하게 된다.

고 PKA,은axonemal dynei의 인산화게 되는 인산화 폭포로 이어진다 여러 tyrosin kinases phosphorylates 단백질 인산화 효소의 활성화에 영향을 주는 cAMP의 생산을 증가시켜 해결 가능한 adenylyl 시클라 아제(전략 공군사 또는 SACY)의 활성화 함께 HCO3 −, pH와 칼슘의 증가.n플라젤라 운동의 시작.[8]

정자 DNA 손상

정자 DNA 손상은 불임 남성에게 흔하다.[9]정자 운동성 결함을 가진 남성의 약 31%는 높은 수준의 정자 DNA 조각화를 가지고 있다.[10]

운동성 분류

  1. 직진,
  2. 지그재그 이동,
  3. 진동,
  4. 비동기

참조

  1. ^ Quill, A. T., Garbers, L. D. (2002). "Sperm Motility Activation and Chemoattraction". In Daniel M. Hardy (ed.). Fertilization. California: Academic press. p. 29. ISBN 978-0-12-311629-1.{{cite book}}: CS1 maint : 복수이름 : 작성자 목록(링크)
  2. ^ Jensen, Martin Blomberg (March 2014). "Vitamin D and male reproduction". Nature Reviews Endocrinology. 10 (3): 175–186. doi:10.1038/nrendo.2013.262. PMID 24419359. S2CID 32394600.
  3. ^ Darszon, Alberto; Labarca, Pedro; Nishigaki, Takuya; Espinosa, Felipe (1 April 1999). "Ion Channels in Sperm Physiology". Physiological Reviews. 79 (2): 481–510. doi:10.1152/physrev.1999.79.2.481. PMID 10221988.
  4. ^ Avidor-Reiss, Tomer; Carr, Alexa; Fishman, Emily Lillian (December 2020). "The sperm centrioles". Molecular and Cellular Endocrinology. 518: 110987. doi:10.1016/j.mce.2020.110987. PMC 7606549. PMID 32810575.
  5. ^ a b Fishman, Emily L.; Jo, Kyoung; Nguyen, Quynh P. H.; Kong, Dong; Royfman, Rachel; Cekic, Anthony R.; Khanal, Sushil; Miller, Ann L.; Simerly, Calvin; Schatten, Gerald; Loncarek, Jadranka; Mennella, Vito; Avidor-Reiss, Tomer (December 2018). "A novel atypical sperm centriole is functional during human fertilization". Nature Communications. 9 (1): 2210. Bibcode:2018NatCo...9.2210F. doi:10.1038/s41467-018-04678-8. PMC 5992222. PMID 29880810.
  6. ^ Mortimer, D; Aitken, Rj; Mortimer, St; Pacey, Aa (1995). "Workshop report: clinical CASA--the quest for consensus". Reproduction, Fertility and Development. 7 (4): 951–959. doi:10.1071/RD9950951. PMID 8711226.
  7. ^ Yanagimachi, R. (1994). "Mammalian fertilization". In Knobil, E.; Neill, J. D. (eds.). The Physiology of Reproduction. New York: Raven Press. pp. 189–317.[ISBN 누락]
  8. ^ Sun, Xiang-hong; Zhu, Ying-ying; Wang, Lin; Liu, Hong-ling; Ling, Yong; Li, Zong-li; Sun, Li-bo (December 2017). "The Catsper channel and its roles in male fertility: a systematic review". Reproductive Biology and Endocrinology. 15 (1): 65. doi:10.1186/s12958-017-0281-2. PMC 5558725. PMID 28810916.
  9. ^ Simon, Luke; Lutton, Deborah; McManus, Joanne; Lewis, Sheena E.M. (February 2011). "Sperm DNA damage measured by the alkaline Comet assay as an independent predictor of male infertility and in vitro fertilization success". Fertility and Sterility. 95 (2): 652–657. doi:10.1016/j.fertnstert.2010.08.019. PMID 20864101.
  10. ^ Belloc, Stephanie; Benkhalifa, Moncef; Cohen-Bacrie, Martine; Dalleac, Alain; Chahine, Hikmat; Amar, Edouard; Zini, Armand (May 2014). "Which isolated sperm abnormality is most related to sperm DNA damage in men presenting for infertility evaluation". Journal of Assisted Reproduction and Genetics. 31 (5): 527–532. doi:10.1007/s10815-014-0194-3. PMC 4016368. PMID 24566945.

외부 링크