ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.11.2023
Просмотров: 16
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Қазақстан Республикасының білім және ғылым министрлігі
Л.Н.Гумилев атындағы Еуразия Ұлттық университеті
Жаратылыстану ғылымдары факультеті
Биотехнология және микробиология кафедрасы
СӨЖ
Тақырыбы: «Капацитация. Акросомалық реакция.»
Орындаған: Зайдуллина А.А.
Тобы: Бт-39/1
Тексерген: Аубакирова К.М.
Нұр-Сұлтан, 2021
Мазмұны:
Кіріспе.......................................................................................................................3
1.Негізгі бөлім
1.1.Капацитация..................................................................................................3
1.2. Акросомалық реакция.................................................................................4
1.3. Капацитацияның функциясы және механизмі.........................................6
1.4. Индукция......................................................................................................6
1.5.In vitro капацитацияның дәстүрлі әдістері.................................................7
Пайдаланылған әдебиеттер..................................................................................10
Кіріспе
Аналық жыныс жолына енгеннен кейін, сперматозоидтар белсенді қозғалғыштығына қарамастан жұмыртқаны ұрықтандыруға қабілетті емес. Олар жұмыртқа қабықтарын тесуге мүмкіндік алғанға дейін капациация процесіне ұшырауы керек. Капациация әдетте әйелдердің ұрпақты болу жолдарының ішінде жүзеге асырылады, дегенмен бұл процесті тиісті өсіру жағдайларында in vitro қоздыруға болады. Аналық репродуктивті трактісі арқылы қозғалу процесінде сперматозоидтардан болатын физиологиялық өзгерістердің жиынтығы капациация деп аталады. Алғаш рет 1951 жылы Ченг (АҚШ) және Остин (Австралия) бір-біріне тәуелсіз сипаттаған капациация ұрықтандырудың қажетті шарты болды. Капацитацияның басталуы мен аяқталуы жатыр мойнында болады деп саналады. Молекулалық деңгейде капацитацияның басталуы сперматозоидтардың плазмалық мембранасынан холестериннің кетуімен, мембранның аққыштығының жоғарылауымен, иондардың енуімен және сперматозоидтардың мембраналық потенциалының өзгеруімен, мембрананың гиперполяризациясымен, тирозинфосфорлануының күшеюімен, «аденилатциклаза - цАМФ» жүйесінің ядро мен акросомада өзгеруімен белгіленеді. Адамдарда капацитацияны арнайы культуралық ортада in vitro модельдеуге болады, оның құрамы фаллопиялық түтіктердегі сұйықтықтың электролиттік пропорцияларын еліктейді. Капацит орталарының көпшілігінде энергетикалық субстраттар (пируват, лактат және глюкоза сияқты), холестерин рецепторлары (мысалы, сарысулық альбумин), NaHCO3, кальций, калий және натрий хлоридінің изотоникалық ерітіндісі бар.
-
Капацитация
Капитация - бұл сүтқоректілердің сперматозоидтарының жетілуінің соңғы кезеңі және оларды ооцитті ұрықтандыруға қабілетті ету үшін қажет. Бұл қадам - биохимиялық оқиға; сперматозоидтар қалыпты түрде қозғалады және капацитацияға дейін жетілген көрінеді. In vivo, капацитация эякуляциядан кейін пайда болады, сперматозоидтар қынаптан шығып, әйелдің жоғары репродуктивті жолына түседі. Жатыр капацитация кезеңдерінде стерилді байланыстыратын альбумин, липопротеидтер және гепарин сияқты протеолитикалық және гликозидаза ферменттерін шығару арқылы көмектеседі
Капацитация процесінде алдымен сперматозоидтың беткі қабатынан гликопротеин қабаты алынады, бұл кейіннен жасуша мембранасының беткі қабатын қайта құруға әкеледі. Капациттелген сперматозоидтарда флагелланың қозғалысы тұрақты толқын тәріздіден қамшы тәріздіге ауысады. Флагелланың мұндай соққысы сперматозоидтардың тиімді қозғалысына ықпал етеді.
Капациттелген сперматозоидтар кальцийге жоғары сезімталдыққа ие болады және акросомалық реакцияны жүзеге асыру үшін қажет цАМФ мөлшері көп — ұрықтандыру процесінің келесі кезеңі. Капацитация in vivo және in vitro жағдайларында бірнеше сағатты алады.
In vitro ұрықтандыру мақсатында капацитация эякуляциядан өткен немесе ұрықтың қосымшасынан алынған және бірнеше сағат ішінде белгілі бір ортада инкубацияланған сперматозоидты инкубациялау арқылы жүреді. Конденсация кезеңін жүзеге асырудың әртүрлі әдістері бар: қарапайым жуу, көші-қон (көтерілу), тығыздық градиенттері және сүзгі. Мақсат-мүмкіндігінше көп қозғалмалы сперматозоидты оқшаулау және қозғалмайтын немесе өлі сперматозоидтарды жою. In vivo немесе in vitro конденсациясынан кейін сперматозоид жетілудің соңғы кезеңінен өтуі керек-акросома реакциясын қамтитын активация.
Экстракорпоральды ұрықтандыру мақсатында капацитация эякуляцияға ұшыраған немесе эпидидимистен алынған және анықталған ортада бірнеше сағат бойы инкубацияланған сперматозоидтарды инкубациялау арқылы жүреді. Сыйымдылық қадамын орындаудың әртүрлі әдістері бар: қарапайым жуу, миграция (шомылу), тығыздық градиенттері және сүзгі. Мақсат - қозғалмалы сперматозоидтарды мүмкіндігінше бөліп алу және қозғалмайтын немесе өлі сперматозоидтарды жою. In vivo немесе in vitro сыйымдылықтан кейін сперматозоидтар акросомалық реакцияны қамтитын соңғы жетілу кезеңінен өтуі керек.
Сүтқоректілерге жатпайтын сперматозоидтар капацитацияның бұл кезеңін қажет етпейді және аталықтан босатылғаннан кейін жұмыртқаны ұрықтандыруға дайын.
-
Акросомалық реакция
Ұрықтану кезінде сперматозоидтар алдымен плазмалық мембранамен қосылып, содан кейін ұрықтандыру үшін аналық жұмыртқа жасушасына енуі керек. Жұмыртқа жасушасына қосылу әдетте аз қиындық тудырады, ал жұмыртқаның қатты қабығы немесе жасушадан тыс матрица арқылы ену қиынырақ болады. Сондықтан сперматозоидтар акроcома реакциясы деп аталатын процесті бастайды, бұл сперматозоидтардың жұмыртқаға жақындаған кезде оның акроcомасында пайда болатын реакция. Акроcома - бұл ұрық басының алдыңғы жартысының үстіндегі қақпақ тәрізді құрылым.
Сперматозоидтар акросома реакциясын бастау үшін қажет болатын жұмыртқаның жылтыр қабығына (пеллюцид зонасына) жақындағанда, акросоманы қоршап тұрған қабырға сперматозоидтар басының плазмалық мембранасымен қосылып, акросоманың құрамын ашады. Құрамында жұмыртқа жасушасының мембранасымен байланысу үшін қажет жер үсті антигендері және жұмыртқаның қатаң қабығын бұзып, ұрықтануға мүмкіндік беретін көптеген ферменттер бар.
Акросомалық реакция ұрықтандыру үшін өте маңызды, өйткені онсыз сперматозоид жұмыртқаның жылтыр қабығынан өте алмайды. Акросомалық реакция капациттелген сперматозоидтың жылтыр қабықпен әрекеттесуінен және спецификалық гликопротеиндік ZP3 рецепторымен байланысудан басталады. Бұл сперматозоидтар цитоплазмасына кальцийдің одан да көп түсуіне және цАМФ құрамының одан әрі өсуіне әкеледі.
Акросома мөлшері ұлғаяды, оның мембранасы сперматозоидтың плазмалық мембранасымен біріктіріледі. Акросоманың мазмұны қоршаған кеңістікке шығарылады. Акросома мембранасын сперматозоидтың плазмалық мембранасымен байланыстыру сонымен қатар жұмыртқаның жылтыр қабығымен байланыстыру үшін құрамында ZP2 ақуызы бар акрозома мембранасының ішкі бетінің ашық болуына әкеледі. ZP2 мен жылтыр қабықтың өзара әрекеттесуі сперматозоидтарды жұмыртқаға жақын ұстайды.
Протеолитикалық акросома ферменттері орта есеппен 15 минут ішінде жылтыр қабықтың аймағын бұзады.
Сперматозоид жұмыртқаның бетіне жеткенде, осы екі жасушаның мембраналары біріктіріледі. Сперматозоидтар ядросы жұмыртқаның цитоплазмасына еніп, онда аталық пренуклеусты құрайды.
Полиспермияның алдын алу. Сперматозоидтар жұмыртқамен біріктірілгеннен кейін бірден цитоплазмада кальций иондарының концентрациясы жоғарылайды, бұл бірқатар маңызды процестерді бастайды. Олардың біріншісі — жұмыртқаның жасуша мембранасын деполяризациялау, онымен басқа сперматозоидтардың бірігуіне жол бермейді. Бұл реакция полиспермияның бастапқы блокадасы ретінде қарастырылады. Демек, аналық пронуклеуспен бірігу үшін зиготаның диплоидтық күйін қалпына келтіру үшін тек бір аталық пренуклеус жеткілікті.
Екінші процесс — цитомембрананың астындағы цитоплазмада орналасқан арнайы түйіршіктердің жұмыртқа цитомембранасымен қосылуы және осы түйіршіктердің құрамын жұмыртқа цитомембранасы мен жылтыр қабық арасындағы кеңістікке шығару. Бұл оқиға — кортикальды реакция —жылтыр қабықтың басқа сперматозоидтарды байланыстыру қабілетін бұзуға қызмет етеді. Кортикальды реакция полиспермияның қайталама блокадасы ретінде қарастырылады.
-
Капацитацияның функциясы және механизмі
Капацитацияның екі әсері бар: сперматозоид басының акросомальды мембранасын тұрақсыздандыру, бұл жұмыртқаның сыртқы қабатына енуге мүмкіндік береді және сперматозоидтың қозғалғыштығының өсуін қамтамасыз ететін құйрықтағы химиялық өзгерістер. Бұл өзгерістер стеролдарды (мысалы, холестерин) және ковалентті емес байланысқан эпидидимальды/тұқымдық гликопротеидтерді жою арқылы жеңілдейді. Нәтижесінде Ca2+ үшін жоғары өткізгіштігі бар сұйық мембрана пайда болады.
Ca2 + ағыны жасушаішілік цАМФ деңгейінің жоғарылауына, демек, қозғалғыштығының жоғарылауын тудырады. Гиперактивация капацитацияеың басталуымен сәйкес келеді және Ca2 + деңгейінің жоғарылауының нәтижесі болып табылады. Ол аденозинмен синергетикалық ынталандырушы әсерге ие, бұл сперматозоидтағы аденил циклазасының белсенділігін арттырады.
Ұрықтануға ықпал ететін трипептидті пептид (FPP) капацитаияны бақылау үшін қажет. FPP қуықасты безінде тұқымдық сұйықтықтың құрамдас бөлігі ретінде өндіріледі. FPP сперматозоидтармен эякуляция кезінде байланысқа түседі, өйткені сперматозоидтар мен тұқымдық сұйықтық араласады. Жоғары деңгейдегі белсенді FPP капацитацияны болдырмайды. Эякуляциядан кейін FPP концентрациясы әйелдердің репродуктивті жолында төмендейді.
-
Индукция
Экстракорпоральды ұрықтандыру (ЭКО) немесе жатырішілік ұрықтандыру (IUI) сияқты репродуктивті технологиялар қалыпты биологиялық параметрлерден тыс сперматозоидты индукциялауды қажет ететіндіктен, сүтқоректілердің сперматозоидтарында бұл процесті қоздырудың көптеген әдістері жасалды.
Сперматозоидтар эякуляция арқылы жиналады немесе каудальды эпидидимистен жиналады және бөлме температурасында сұйылтылады. Содан кейін капацитацияны ұрықтандыру жүретін фаллопиялық түтіктердің электролиттік құрамын модельдеуге арналған ортаның қосу арқылы тудыру мүмкін. Бұл орталар түрге байланысты өзгереді, бірақ тұзды негізді және құрамында лактат, пируват және мүмкін глюкоза сияқты энергия субстраттары бар. Әрқашан альбумин болып табылатын сперматозоидтар клеткасының қабығынан холестеринді кетіруді жеңілдету үшін холестерин акцепторы қажет. Ірі қара сарысу альбумині әдетте экстракорпоральды жануарларды зерттеу үшін, ал адамның қан сарысуындағы альбумин (HSA) адамның сперматозоидтар сыйымдылығын индукциялау кезінде қолданылады.
Бикарбонат капацитация тудыратын ортаның өмірлік маңызды құрамдас бөлігі болып табылады, өйткені ол цитозолға бірге тасымалданады, онда еритін аденил циклазасын (sAC) белсендіреді, сонымен қатар культурадағы рН төмендеуінің алдын алу үшін қажетті рН буфері ретінде әрекет етеді, 5% CO2 кезінде жасушаларды инкубациялау кезінде қажетті бірақ маңызды емес қосымша. Кальций хлориді кальций катиондары арқылы ағуды жеңілдету үшін қосылады. Жануарлар модельдерінде негіз ретінде осы компоненттердің әрқайсысы бар альбумин-лактат-пируват тирод (TALP) ортасы қолданылады. Адамдарда адамның түтікше сұйықтығы (HTF) қолданылады.
Бикарбонат капацитацияяны индукциялайтын орталардың өмірлік маңызды құрамдас бөлігі болып табылады, өйткені ол цитозолға бірге тасымалданады, ол еритін аденилил циклазаны (sAC) белсендіреді, сонымен қатар культурада рН төмендемеуі үшін қажетті рН буфері ретінде жұмыс істейді қажет емес болғанымен, әдетте қолданылатын 5% СО2 жасушаларын инкубациялау кезінде. Кальций катиондары арқылы ағуды жеңілдету үшін кальций хлориді қосылады. [4] [5] Жануарлар модельдерінде, негізінен, осы компоненттердің әрқайсысын қамтитын Тиродтың альбуминді лактат пируваты (TALP) ортасы қолданылады. Адамдарда адамның түтікше сұйықтығы (HTF) қолданылады.
Бұл ортаны басқа да химиялық заттармен толықтыруға болады, бұл сперматозоидтардың гиперактивті қозғалғыштығын және/немесе акросома реакциясын тудырады. Жануарларды экстракорпоральды ұрықтандыру үшін 5 мм концентрациядағы кофеин in vitro сперматозоидтар сыйымдылығының күшті индукторы болып табылады. Кальций ионофорлары сыйымдылықты ынталандыру үшін де өте қолайлы. Конденсаторды индукциялайтын ортаға гепаринді қосу ооциттің жанындағы гепаринге ұқсас гикозаминогликандардың (GAGs) секрециясын имитациялайды және акросома реакциясын бастайды. Бұл әсер гепаринмен бірге лизофосфатидилхолинді (LC) қосқанда күшейеді. Төмен концентрациядағы норадреналин сияқты катехоламиндер акрозома реакциясының индукциясына көмектесетіні дәлелденді.
-
In vitro капацитацияның дәстүрлі әдістері
Қарапайым жуу. Бұл әдіс тек ұрық плазмасын жояды, ол ең жақсы сперматозоидты таңдамайды. Үлгі центрифугаланады, содан кейін супернатант алынады. Ол ауыр олигозооспермияда, криптозооспермияда немесе ұрықтың биопсиясында қолданылады. Ол басқа капацитация әдістеріне дейін де орындалады.