在显微镜下,人类的精子似乎像摇摆的鳗鱼一样游动,在寻找受精卵时尾巴来回旋转。
但现在,新的3D显微镜和高速视频显示,精子根本不会以这种简单的对称运动方式游动。相反,它们以欢快的旋转运动来弥补它们的尾巴只向一边摆动的事实。
“这就像你是游泳运动员,但你只能把腿摆动到一边,”研究作者Hermes Gadelha说,他是英国布里斯托大学的数学家“如果你在游泳池里这样做,而且只对一边做,你会一直在转圈子。大自然用它的智慧想出了一种非常复杂、独特的前进方式。”
奇怪的游泳者
第一个近距离观察人类精子的人是被称为微生物学之父的荷兰科学家安东妮·范列文虎克(Antonie van Leeuwenhoek)。1677年,范·列文虎克将他新研制的显微镜对准自己的精液,第一次看到精液里充满了微小的、摆动的细胞。
在2D显微镜下,很明显精子是由尾巴推动的,随着精子头的旋转,尾巴也会左右摆动。在接下来的343年里,这是对人类精子如何运动的理解。
“[M]任何科学家们推测,有可能是一个非常重要的3 d元素如何精子尾部移动,但是到目前为止我们没有可靠的技术做出这样测量,“Allan Pacey说男科学教授在英国谢菲尔德大学,他并没有参与这项研究。
因此,这项新研究是“向前迈出的重要一步”,Pacey在给Live Science的一封电子邮件中写道。
Gadelha和他在墨西哥国立自治大学的同事们从“蓝天探索”开始了这项研究,Gadelha说。他们使用可以进行三维成像的显微镜技术和每秒可捕捉55,000帧图像的高速照相机,在显微镜载玻片上记录了人类精子游动的情况。
“我们的发现非常令人惊讶,因为它完全打破了我们的信仰体系,198彩总代返点待遇是什么,
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精子的尾巴并没有像鞭子一样左右摆动。相反,他们只能朝一个方向打。为了从这种不对称的尾巴运动中挤出前进的运动,精子头部在尾巴旋转的同时也抖动着旋转。头部的旋转和尾巴实际上是由两种不同的细胞机制控制的两种独立的运动,Gadelha说。但当它们结合在一起时,结果就像一个旋转的水獭或旋转的钻头。在360度的旋转过程中,单侧的尾部运动趋于平衡,增加了向前的推进力。
“这些精子甚至不是在游泳,而是在钻入液体中,”Gadelha说。
研究人员今天(7月31日)在《科学进展》杂志上发表了他们的发现。
不对称和生育
用专业术语来说,精子运动的方式被称为旋进,意思是它绕着一个轴旋转,但那个旋转轴正在改变。行星在它们围绕太阳旋转的过程中会这样做,但一个更熟悉的例子可能是一个旋转的陀螺,当它的顶端旋转时,它会在地板上摇摆和跳舞。
“值得注意的是,在精子到达卵子的过程中,它们将游过一个比在这项研究中观察到的液滴复杂得多的环境,”Pacey说。“在女人的身体,他们将不得不在狭窄的通道游泳非常粘稠的液体在子宫颈,起伏的城墙在输卵管细胞,也不得不应对肌肉收缩和流体带动(飘上衣的细胞称为纤毛)相反的方向去他们想去的地方。然而,如果它们真的能够继续钻下去,198彩平台黑钱吗,从没听过198彩黑钱的消息
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Gadelha说,精子能动性,或者说运动能力,是生育医生在评估男性生育能力时关注的关键指标之一。目前,这些指标都没有考虑到精子头部的旋转,但进一步的研究可能会揭示某些缺陷,破坏精子的旋转,从而阻碍精子的运动。
Pacey说,生育诊所使用的是2D显微镜,需要做更多的工作来确定3D显微镜是否有利于他们的分析。
他说:“当然,任何3D技术都必须快速、廉价、自动化,
,才能有临床价值。”“但无论如何,这篇论文肯定是朝着正确的方向迈出了一步。”