哺乳动物的精子获得受精能力的生理过程。由张明觉(M.G.Chang)和奥斯汀(C.R.Austin)在1951年分别发现的。精子进入卵的透明带之前,在雌性生殖道某些物质的作用下,顶体区膜系统发生一系列生物化学乃至形态学上的变化,为入卵受精进行准备。
哺乳动物的精子获得受精能力的生理过程。由张明觉(M.G.Chang)和奥斯汀(C.R.Austin)在1951年分别发现的。
精子进入卵的透明带之前,在雌性生殖道某些物质的作用下,顶体区膜系统发生一系列生物化学乃至形态学上的变化,为入卵受精进行准备。获能现象就是指膜系统的生物化学变化过程;继而由它引起的形态学变化——顶体区原生质膜同顶体外膜的融合和空泡化现象,称为顶体反应(acrosome reac-tion)。精子发生顶体反应后,才能释放顶体素并在透明带上溶开入卵的孔道。
精子的获能可以划分为三个主要步骤。第一步,脱除覆盖在精子表面的“去能”物质——精浆蛋白。这种蛋白质因子来源于附睾液,可被子宫液中β-淀粉酶或肽酶分解。第二步,精子原生质膜在输卵管液中氨基葡聚糖等物质的作用下,发生一系列生物化学变化,包括钙离子向膜内的渗入、膜成分中胆固醇的逸出、磷脂酶A2的激活、溶血磷脂和膜融合复合物的生成。第三步,由于膜化学的上述变化,导致顶体区原生质膜同顶体外膜的融合。这第三步也可视为顶体反应的初始阶段。氨基葡聚糖是一种类似于肝素的化合物,是引起精子获能和继之发生顶体反应的关键物质。体外实验表明,当精子在含有肝素的培养液中培养,肝素的作用也是先引起钙离子向精子膜内的转移。在哺乳动物体外受精技术中,肝素或钙离子载体都是常用以诱发精子获能和顶体反应的物质。
在自然状态下,精子获能的第一步,即脱除精子表面的精浆蛋白,可在雌性生殖道任何部位,甚至能在多种组织液中发生。但最后两步,只能在输卵管壶腹部完成;此段输卵管液中含有高浓度的氨基葡聚糖。要到临排卵前,精子才允许通过输卵管壶—峡连接部进入壶腹部。精子的顶体反应——顶体区膜系统的形态变化,啮齿类动物发生在精子穿过卵子放射冠的过程中,而家畜,包括反刍类、单胃偶蹄类和奇蹄类,卵子自卵巢排出不久,卵的放射冠因输卵管液中酸性磷酸酶的作用而脱落,精子直接接触到裸露的透明带,不存在穿过放射冠的过程,其顶体反应仍然是在输卵管壶腹部中发生的。
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