Kliniske Og Strukturelle Trekk Ved Sperm Hodet Vacuoles Hos Menn Inkludert I In Vitro Fertilisering Program

Abstract

den menneskelige sperm hodet vacuoles og deres rolle i mannlig infertilitet er fortsatt dårlig forstått. Målet med denne studien var å identifisere de kliniske og ultrastrukturelle egenskapene til humane sædhodevakuoler hos menn som inngår i in vitro fertiliseringsprogrammet: menn med normal (normozoospermi) og nedsatt sædmorfologi (teratozoospermi). Sædprøvene ble observert under 6000-gangs forstørrelse ved bruk av motile sperm organelle morfologi undersøkelse (MSOME). Andelen spermier med hodevakuoler ble evaluert og relatert til utfallet av in vitro befruktning. Sperma av menn med nedsatt sædmorfologi ble preget av en høyere andel spermhodevakuoler. Spermhodevakuolene var relatert til nedsatt sædkvalitet (sædkonsentrasjon, motilitet og morfologi), men ble ikke påvirket av mannlige faktorer (sædvolum, høyde, alder, vekt eller kroppsmasseindeks). Videre var spermhodevakuoler relatert til nedsatt befruktningsrate bare etter klassisk in vitro befruktning (IVF), mens det ikke var noe forhold til graviditet. I en undergruppe av menn ble sæden løst og observert ved transmisjonselektronmikroskopi (TEM). Den ultrastrukturelle studien viste at spermhodevakuoler er store nukleare innrykk av forskjellige størrelser og stillinger, fullpakket med membranmateriale organisert i membranhjul (MW).

1. Innledning

mannlig infertilitet kan være relatert til unormal morfologi av spermatozoa. I de siste årene har det vært mye debatt om en ny potensiell parameter for sædkvalitet og mannlig fruktbarhet, spermhodevakuoler. Til tross for det er de menneskelige spermhodevakuolene og deres potensielle rolle i mannlig infertilitet fortsatt dårlig forstått.

ved hjelp av motile sperm organelle morfologi undersøkelse (MSOME), hvor levende sædceller er visualisert MED dic Nomarski mikroskopi ved forstørrelse av 6000 ganger, noen fine morfologiske strukturer er synlige som kan være nyttig for å bestemme kvaliteten på sædceller. Denne metoden viser små og større overflate konkaviteter kalt sperm vacuoles, vanligvis plassert i hodet av sædceller. Arten og opprinnelsen til sædhodevakuoler er fortsatt usikkert, og det er ikke klart om de kommer fra kjernen eller akrosomet eller andre membranøse strukturer. Vakuoler finnes også i nesten alle prøver med normal sædmorfologi (>14% morfologisk normale spermatozoer i Henhold Til Kruger ‘ s strenge kriterier) og er hovedsakelig plassert på spissen eller midtområdet av sædhodene . De tredimensjonale dekonvolusjonsbildene, som oppdager DNA, viste vakuoler som «nukleære konkaviteter» og atomkraftmikroskopi viste intakt, men litt nedsunket plasmamembran i området vakuoler . Videre viste elektronmikroskopbilder av sædprøver hos pasienter med unormal sædmorfologi, teratozoospermi (< 14% normale spermatozoer i prøven i Henhold Til Krugers strenge kriterier), vakuoler utelukkende i spermakjernen . Den fremre plasseringen av spermhodevakuoler førte til spørsmålet om deres mulige opprinnelse fra akrosom. Induksjon av akrosomreaksjon med ionofor A23587, follikulær væske og hyaluronsyre reduserte prosentandelen spermatozoer med hodevakuoler som antydet at de kunne være relatert til akrosomet. Imidlertid er vakuoler også tilstede i sædprøver uten akrosom (dvs. globozoospermi), noe som tyder på at de ikke stammer fra akrosom . Det ble vist at prøver med store sædhodevakuoler (mer enn 13% av hodeoverflaten) har høyere prosentandel av fragmentert DNA sammenlignet med de med små vakuoler, samt høyere frekvens av kromosomavvik . Spermhodevakuolene observert under høy forstørrelse av lysmikroskopi ble beskrevet som «lommelignende» kjernekonkaviteter relatert til svikt av kromatinkondensasjon . Tvert imot fant noen forskere ingen sammenheng mellom de store sædhodevakuolene og DNA-skade eller kromosomavvik . Sædkjerne modellering under spermiogenese involverer nukleoproteiner, mikrotubulær manchette og perinuclear materiale som er kjent for å delta i akrosom forankring på kjernen og også utgjør perinuclear theca . Under spermiogenese blir kjernen påfallende redusert, og nukleosomene vises vanligvis ikke-tilfeldig fordelt gjennom genomet. Det nukleosombundne DNA kan forbli samlet med nukleærmatrise og ses som «tomt rom» i elektroniske bilder. Sammen kan de ha viktig rolle i paternal kromatinstruktur etter befruktning . I de sene trinnene av spermiogenese blir det nukleare DNA sterkt kondensert fordi nukleoproteiner histoner erstattes av protaminer . Under utskifting av nukleoproteiner dannes mange midlertidig funksjonelle proteiner og nedbrytes i spesielle nedbrytningssteder. Kjernelommene ved foten av sædhodet ble foreslått å fungere som proteolytiske sentre og utgangsstedet hvor proteinrester forlater kjernen og kan være funksjonelt forbundet med vakuoler .

spermhodevakuolene er en interessant, men dårlig forstått parameter for sædkvalitet og mannlig fertilitet som synes å være relatert til utfallet av in vitro fertilisering hos menn med nedsatt sædkvalitet . Opprinnelsen og dynamikken i sperm hodet vacuoles er ikke godt forstått og deres rolle i sperm funksjon er diskutabel. Noen forfattere foreslår at sperm vacuoles er normale funksjoner i sperm hodet, mens andre beskriver dem som degenerative strukturer knyttet til mannlig subfertility . Derfor var målet med denne studien å evaluere prosentandelen spermier med hodevakuoler i både normale sædprøver og prøver med nedsatt sædmorfologi og å relatere dem til utfallet av in vitro befruktning. Dess, ultrastruktur og funksjon av sperm hodet vacuoles ble revurdert i forhold til sperm modning, ved hjelp av høy oppløsning av transmisjonselektronmikroskopi.

2. Materialer Og Metoder

i denne studien ble sædprøver av 81 menn inkludert i in vitro fertiliseringsprogrammet undersøkt: 40 menn med normal sædmorfologi og 41 menn med unormal sædmorfologi (teratozoospermi) i henhold Til Krugers strenge kriterier (unormal: <14% normal sæd). Sædprøvene ble fremstilt og brukt til in vitro fertilisering. Hver sædprøve ble fremstilt ved sentrifugering (300 g) i 20 min på 100% / 40% tetthetsgradient Av PureSperm (NidaCon, Sverige) etterfulgt av swim-up teknikken, hvor de beste spermatozoa ble ekstrahert fra prøven. Alle normale sædprøver ble brukt til klassisk in vitro fertilisering (IVF), mens prøvene med unormal sædmorfologi ble brukt til intracytoplasmatisk spermieinjeksjon (ICSI) for å befrukte den kvinnelige partnerens oocytter. Prøvene, som forble etter in vitro fertilisering, ble brukt for motile sperm organelle morfologi undersøkelse (MSOME) for å evaluere prosentandelen av sperm hodet vacuoles i hver prøve under 6000-time forstørrelse. Prosentandelen spermier med hodevakuoler og utfallet av in vitro fertilisering ble sammenlignet mellom normale og unormale sædprøver. Ved hjelp av høy oppløsning av transmisjonselektronmikroskopi (TEM) ble ultrastrukturen av 10 prøver av normozoospermiske menn og 6 prøver av teratozoospermiske menn observert. Den potensielle funksjon og struktur av vakuoler ble søkt, også i forhold til sperm modning prosessen.

denne forskningen ble godkjent av National Medical Ethics Committee.

2.1. Klassiske Parametere For Sædkvalitet

de klassiske parametrene, sædkonsentrasjon og motilitet og morfologi for hver sædprøve ble evaluert. Sædprøven skulle være normal ved konsentrasjon ≥15 millioner spermatozoer per mL og ≥totalt 40% (progressive og nonprogressive) motile spermatozoer i HENHOLD TIL WHO-kriteriene og ved ≥14% av morfologisk normale spermatozoer i henhold til Krugers strenge kriterier.

2.2. Motile Sperm Organelle Morfologi Undersøkelse (MSOME)

for motile sperm organelle morfologi undersøkelse, brukte vi dråper Av SpermSlow medium (Origio, Danmark) i en glassbunnskål (GWSt1000; Will Co, Wells, Amsterdam, Nederland) og dråper av sædprøve utarbeidet av swim-up teknikk, tidligere beskrevet Av Knez . Spermatozoa i hver prøve ble overvåket under et invertert mikroskop med et oppvarmet stadium utstyrt med differensialinterferens kontrast (Eclipse TE2000-S; Nikon, Japan). En tynn, langstrakt dråpe Spermslavt medium (Origio, Danmark) ble plassert på bunnen av en glassfat. En mindre dråpe preparerte spermatozoer ble plassert nær Spermslave dråper og spermatozoer bundet til hyaluronat. Alle dråper ble dekket med parafinolje for å forhindre tørking av sædprøven. For observasjon under 6000 forstørrelse ble en dråpe nedsenkningsolje satt inn under glassfatet (under SpermSlow-dråpen). En dråpe SpermSlow med bundet spermatozoa ble overvåket av nedsenkningsmålet, differensialinterferens kontrast og Et Nikon Digital Sight DS-Ri1 kamera. I hver prøve ble 200 spermatozoer bundet til hyaluronatet valgt og evaluert i henhold til hodevakuoler, ved 6000-gangs forstørrelse. Poengsystemet for evaluering av hver spermatozon var basert på Følgende klassifisering Av Vanderzwalmen . I henhold til antall vakuoler og deres størrelse ble spermatozoa klassifisert i Følgende: Klasse I: fravær av vakuoler, KLASSE II: maksimalt to små vakuoler, KLASSE III: mer enn to små vakuoler eller minst en stor vakuol og KLASSE IV: store vakuoler i forbindelse med unormale hodeformer eller andre abnormiteter. I hver sædprøve ble proporsjonene av Klasse i, KLASSE II, KLASSE III og klasse IV spermatozoa evaluert. For statistikk ble proporsjonene av Klasse i og klasse II spermatozoa kombinert i en gruppe, «god sæd», og proporsjonene AV KLASSE III Og KLASSE IV sæd i en gruppe, «dårlig sæd», i 3 termer av spermhodevakuoler.

2.3. Transmisjonselektronmikroskopi (TEM)

for å beskrive de ultrastrukturelle egenskapene til vakuoler i sædkjernen ble utvalgte sædprøver sentrifugert ved 500 g i 10 minutter ved romtemperatur. Supernatanter ble forsiktig fjernet og pellets ble festet i 2,5% glutaraldehyd og 1% paraformaldehyd i 0.1 M PB (sö Grensen er fosfatbuffer), pH 7.0 for 24 h ved 4°C, postfiksert med 1% OsO4 i 0.1 M PB for 1.5 h, og innebygd I Agar 100 harpiks (Agar Scientific). Ultratynne seksjoner ble farget med 4% vannoppløsning av uranylacetat og Reynolds blycitrat. Prøver ble undersøkt Med Philips CM 100 elektronmikroskop (FEI, Nederland), som opererte ved 80 kV; bilder ble registrert Med Bioscan 792 og Orius 200 kamera (Gatan) ved Hjelp Av Digital Micrograph, Programvare (Gatan Inc., Washington, DC, USA) ved forstørrelser fra 1100 til 92000 ganger.

2.4. Statistisk Analyse

den statistiske signifikansen av forskjeller i prosenter av sæd med sædhodevakuoler og utfallet av in vitro fertilisering (graviditetsrate) mellom normale sædprøver og prøver med unormal morfologi (teratozoospermi) ble evaluert ved chi-kvadrat test. Prosentene av «god sæd» (klasse i OG KLASSE II), «dårlig sæd» (KLASSE III OG KLASSE IV) og Klasse I, KLASSE II, KLASSE III og KLASSE IV sperm i form av sædhodevakuoler var korrelert med klassiske parametere av sædkvalitet (konsentrasjon, motilitet og morfologi), mannlige faktorer (sædvolum, leukocytospermi, alder, høyde, vekt og kroppsmasseindeks) og utfallet av in vitro befruktning (befruktning, blastocyst og graviditetsrater) ved Bruk Av Spearmans rho-korrelasjon. For utfallet av in vitro fertilisering ble dataene evaluert for totale in vitro fertiliseringssykluser og separat for klassisk IN vitro fertilisering (IVF) og intracytoplasmatisk spermieinjeksjon (ICSI). Graviditetsavhengigheten av kvinnelige og mannlige faktorer (inkludert spermhodevakuoler) ble evaluert ved multivariat logistisk regresjon. Den statistiske signifikansen ble satt til .

3. Resultater og Diskusjon

3.1. Motile Sperm Organelle Morfologi Undersøkelse (MSOME)

3.1.1. Sperm Hodet Vacuoles Som Sett Av Lysmikroskopi AV MSOME

i både normale og unormale sædprøver, vacuoles ble plassert i forskjellige deler av hodet av spermatozoa. De ble sett på som overflate konkaviteter eller lettere gjennomsiktige områder av forskjellige størrelser og tall. I litteraturen, er sperm hodet vacuoles beskrevet som overflate konkaviteter, lomme-lignende kjernefysiske konkaviteter, eller kjernefysiske tommel-utskrifter under lysmikroskop. I vår studie viste MSOME, Ved Hjelp Av Nomarski DIC mikroskopi ved 6000-tid forstørrelse, spermhodevakuoler som overflatekonkaviteter (Figur 1). Imidlertid må Vi ta hensyn til At Nomarski dic mikroskopi resulterer i et pseudo-3d-bilde på grunn av brytning av lys som passerer gjennom prøven av forskjellig tykkelse og optisk tetthet. Derfor er det mulig at kjerneområder med forskjellig optisk tetthet ikke bare er konkaviteter, men også uregelmessige buler på celleoverflaten.

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

(f)

(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)

Figur 1

Sperm med hode vacuoles i normozoospermic ((a), (c), og (e)) og teratozoospermic ((b), (d), og (f)) prøver observert Med Dic mikroskopi (Nomarski) ved 6000-tid forstørrelse.

3.1.2. Sædhodevakuoler, Klassiske Parametere For Sædkvalitet Og Mannlige Faktorer

våre data viser at sædhodevakuoler var til stede i både normale og unormale sædprøver (Figur 1). Interessant nok var det en relativt høy andel (74,6%) av spermatozoa med sædhodevakuoler i sæd av normal kvalitet, noe som indikerer at sædhodevakuolene også finnes hos normospermiske menn (Tabell 1). Selv om det var en høyere andel spermatozoer med hodevakuoler hos menn med teratozoospermi enn hos menn med normal sædkvalitet (90,2% versus 74,6%), som det fremgår av Tabell 1, er det ikke utelukket at sædhodevakuoler også kan være relatert til sædpatologien hos disse mennene. Videre var det i spermier av menn med teratozoospermi en betydelig lavere andel av optimale spermatozoer I klasse I Og en høyere andel lavkvalitetssperm I KLASSE III OG IV enn i prøver av normal sæd (Tabell 1)

noen tidligere studier rapporterte imidlertid høyere prosenter av vakuolerte spermatozoer hos subfertile menn med normale sædparametere, fra 97,7% til 98,4% . Denne uoverensstemmelsen gjenspeiler det faktum at de subfertile mennene med normal sædkvalitet, men inkludert i in vitro fertiliseringsprogrammet, representerer en heterogen populasjon av menn, fra fruktbare partnere av infertile kvinner til menn med gjentatt dårlig in vitro fertilisasjonsutfall til tross for normal sædkvalitet. I tillegg er det flere forskjellige vaner, livsstil og helsemessige forhold (f.eks. betennelse og varicocele) som kan påvirke deres sæd i form av hodevakuoler. Det var en positiv korrelasjon mellom andelen «god sæd» (klasse i og KLASSE II) med hensyn til hodevakuoler og sædkonsentrasjon og sædmorfologi (prosentandel av normal sæd) hos menn inkludert i denne studien, som det fremgår Av Tabell 2.

Videre var det en positiv korrelasjon mellom andelen Av Klasse i sperm og spermkonsentrasjon, motilitet og morfologi. På den annen side var det en negativ korrelasjon mellom andelen «dårlig sæd» (KLASSE III OG KLASSE IV) med hensyn til hodevakuoler og sædkonsentrasjon og morfologi (Tabell 2). I Tillegg var andelene Av Klasse III og KLASSE IV sæd negativt korrelert med sædmorfologi, og andelene Av klasse IV sæd var også negativt korrelert med sædmotilitet. Alle disse dataene indikerer at sædhodevakuoler var relatert til nedsatt sædkvalitet, selv om de også var tilstede i normale sædprøver. Dette funnet er i samsvar med noen tidligere studier .

Interessant nok var det en signifikant negativ korrelasjon mellom mannlig alder og konsentrasjon av sæd, mens vi ikke observerte noen korrelasjon mellom sædhodevakuoler og mannlige faktorer som alder, høyde, vekt og kroppsmasseindeks (Tabell 3).

Vi fant heller ikke noen signifikant sammenheng mellom sædvolum eller leukocytospermi og sædhodevakuoler. På den annen side var det flere tidligere studier som viste at noen av disse mannlige faktorene kan ha innvirkning på sædkvalitet og dannelse av hodevakuoler . En av disse studiene viste at økt mannlig alder og kroppsmasseindeks er relatert til økte sædhodevakuoler, men dette kan kompenseres av høyere ejakulasjonsfrekvens og en kortere periode med seksuell avholdenhet hos disse mennene . Dette betyr at noen andre fortsatt ukjente mannlige faktorer påvirker utseendet på sædhodevakuoler.

3.1.3. Spermhodevakuoler Og Utfallet Av In Vitro-Fertilisering

gruppene av menn som ble inkludert i studien, var ikke forskjellige med hensyn til gjennomsnittsalderen til kvinnelige partnere og antall oocytter per kvinne, de viktigste kvinnelige faktorene som kan påvirke utfallet av in vitro-fertilisering (Tabell 4). Graviditetsraten oppnådd hos teratozoospermiske og normozoospermiske menn var 32,5% og 26,8% (Se Tabell 4).

ved ytterligere inspeksjon ble det klart at andelen «god sæd» eller «dårlig sæd» i form av hodevakuoler i sædprøver var indikativ for en andel befruktede oocytter (befruktningsrate) etter in vitro befruktningsprosedyre, men dette var avhengig av metoden for in vitro befruktning. Etter klassisk in vitro fertilisering (IVF) var det en signifikant positiv korrelasjon mellom prosentandelen «god sæd» i sædprøven og befruktningshastigheten (Tabell 5). På den andre siden var det en negativ korrelasjon mellom andelen «dårlig sæd» og befruktningshastigheten, som det fremgår av Tabell 5.

Fra Figur 2 kan det ses at i sædprøver med mer enn ~50% av «dårlig sæd» når det gjelder sædhodevakuoler, ble befruktningshastigheten redusert. Interessant nok observerte vi ikke noen sammenheng mellom spermhodevakuoler og befruktningsrate etter intracytoplasmisk injeksjon (ICSI), som funnet av noen tidligere studier . Dette indikerer at sædhodevakuoler kan svekke noen fysiologisk prosess av spermatozoa som er nødvendig for klassisk in vitro befruktning ved inseminasjon som kapasitasjon, akrosomreaksjon, spermbinding til zona pellucida, eller AT NOE mer spermutvalg utføres AV ICSI.

Figur 2

Forholdet mellom spermhodevakuoler (andel av dårlig sæd: KLASSE II pluss KLASSE III) i sædprøver og eggbefruktningsrate etter klassisk in vitro fertilisering (IVF).

Når det Gjelder blastocystrate, var det en negativ korrelasjon () mellom prosentandelen Av Klasse III spermatozoa i sædprøver og blastocystrate etter klassisk in vitro befruktning, mens vi ikke observerte noen andre korrelasjoner. Vi observerte ikke noen sammenheng mellom spermhodevakuoler og graviditetsrate uavhengig av metoden for in vitro befruktning. Det var en positiv sammenheng mellom graviditet og antall oocytter hentet i kvinnelig partner, som avslørt Av Mann-Whitney test, men vi fant ikke noen sammenheng mellom graviditet og sædhodevakuoler. Dette ble ytterligere bekreftet av multivariat logistisk regresjon som respekterte kvinnelige og mannlige faktorer, inkludert sædhodevakuoler.

De fleste av de tidligere studiene har forsøkt å belyse effekten av spermhodevakuoler på UTFALLET AV ICSI hos menn med dårlig sædkvalitet, og noen av dem bekreftet faktisk den negative effekten . Fordelen med vår studie er at vi belyste effekten av sædhodevakuoler ikke bare på UTFALLET AV ICSI i sædprøver av dårlig kvalitet (teratozoospermi), men også på utfallet av klassisk IVF i normale sædprøver (med normale klassiske parametere for sædkvalitet, inkludert morfologi). Våre data indikerer at sædhodevakuolene var enda mer skadelige for utfallet av klassisk IVF enn FOR ICSI.

3.2. Transmisjonselektronmikroskopi (TEM)

på Samme måte, som VED MSOME, avslørte transmisjonselektronmikroskopi (TEM) spermhodevakuolene i normale og unormale sædprøver. Vakuolene i sædhodene ble sett på som lettere områder inne i kjernen og var tilstede i nesten alle spermatozoer i begge typer sædprøver(Figur 3(a) og 3 (b)). Elektronmikrografer av spermhodevakuoler presenteres sjelden i litteraturen, og tolkningen av deres ultrastruktur er knappe . Beskrivelsen av fin struktur av humane spermatozoer presenterer vanligvis store lucent områder i sædhodene som vakuoler og mindre klare områder som nukleoplasma eller klare flekker .

(a)

(b)

(c)

(d)

(a)
(b)
(c)
(d))

Figur 3

Transmisjonselektronmikrografer (tem) av normozoospermiske prøver med hodevakuoler av forskjellig størrelse og posisjon. Pil angir vakuoler på (b), (c) og rne i (d). A: akrosom, N: kjerne, M: mitokondrier og RNE: redundant nukleær konvolutt.

I Motsetning til lette mikrografer hvor vakuoler ses som overflatekonkaviteter, ble det i elektronmikrografer noen ganger observert vakuoler som bulger på celleoverflaten(Figur 3 (c)). På grunn av forskjellig optisk tetthet av vakuoler og kondensert kromatin, vises nukleare innrykk pakket med membraner som overflatekonkaviteter under lysmikroskopi.

3.2.1. Ultrastructural Funksjoner Av Sperm Hodet Vacuoles

Elektronmikrografer av sperm hodet vacuoles viste kjernefysiske fordypninger som inneholder stabler av membraner(Figur 4(c), 4(d), og 4 (f)). Disse membranene ble organisert som konsentrisk anordnet lameller og er beskrevet som membran hvirvler (MW), som tidvis bule fra celleoverflaten. Membran hvirvler av ulike kompleksiteter var tilstede i forskjellige områder av sædkjernen og kan okkupere et stort område av kjernen i både morfologisk normale og unormale spermatozoer. I nesten alle tilfeller ble membranhjulene dekket av intakt akrosom og plasmamembran (Figur 4 (c) og 4 (d)). De var for det meste sammensatt av tettpakkede doble membraner med elektrontett molekylær septa og tynnere membraner som omslutter flokkulerende materiale (Figur 4 (d) og 4 (f)). Franklin og Fussell observert membranhvirvler i apikale subakrosomale rom av sen hamster-spermatider som var kontinuerlige med atomkuvertet. Ifølge forfatterne viste membranhjulene seg større og var tilstede i større antall i den endelige eller modningsfasen av spermiogenese.

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

(f)

(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)

Figur 4

tem micrographs av sperm hodet vacuoles av normozoospermia ((a), (c), (d), (e), og (f)) og teratozoospermia (b). (A) Kjernefysiske fordypninger med membraner omslutter flokkulerende materiale (stjerne). Dobbel membran med molekylær septa (pil) som kommer fra kjernefysisk konvolutt. (B) Kjerne med klare flekker av noncondensed kromatin (pil) og stort område med flocculent materiale (stjerne). (c) Membran hvirvler (MW) bestående av konsentrisk anordnet membraner. (d) høy forstørrelse av membran hvirvler av (c). (e) Membran hvirvler (MW) opptar en stor del av kjernen. (F) høy forstørrelse av doble membraner med septal komplekser (pil) og tynne membraner(pilhodet). A: acrosome; N: kjernen.

Sperm modning fører til kjernefysisk omorganisering og reduksjon av størrelsen. Fra litteraturen er det kjent at kjernefysisk modning innebærer reduksjon av nukleær konvolutt, en dynamisk dobbel membran som omgir kjernen, segregerer kromosomer og regulerer atomtransport gjennom porene . Mange detaljer om transformasjonen er fortsatt uklare. Våre mikrografer av membranhvirvler viste kontinuitet av membraner med atomkuvertet(Figur 5 (a) og 5 (c)). Membranstrukturer med septatelektron tette molekylære komplekser produseres sannsynligvis under omorganiseringen av atomkuvertet. Disse strukturene ble beskrevet av flere forfattere som redundant nuclear envelope (RNE) . RNE er sett i vår mikrograph av normale spermatozoer (Figur 3 (d)).

(a)

(b)

(c)

(d)

(a)
(b)
(c)
(d))

Figur 5

Tverrsnitt av spermatozoa i normozoospermiske prøver ((a), (b) og (c)) med store nukleare innrykk med membranhjul (MW). Acrosome membran er forbundet med kjernefysisk konvolutt (piler). (c) Membran hvirvler (MW) med ytterligere membraner mellom kjernen og akrosom(pilspiss). (D) Stor del av ikke-kondensert kromatin med granulær dannelse inne i kjernen (pil) av spermatozon med unormal morfologi. A: akrosom, N: kjerne og C: cytoplasma.

Ulike stadier av kromatinkondensasjon ses i våre mikrografer i alle prøver. I Figur 5 (d) kan vi se en spermatozon med unormal morfologi i en prosess med kromatinkondensasjon som fortsatt er omgitt av stor mengde cytoplasma. I sen spermatogenese blir sperm DNA tett pakket fordi histoner erstattes av protaminer . Imidlertid oppstår kondensfeil ofte og resulterer i uregelmessig formede klare rom av forskjellige størrelser i kjernen . Kromatin kondensasjonsfeil er kjent for å være forbundet med tilstedeværelsen av små og store vakuoler . Våre micrographs avdekket mindre elektron lucent områder av noncondensed kromatin og kjernefysiske vacuoles som varierer i størrelse og alltid inneholde amorft materiale eller / og membran virvler. De kan være mer uttrykt i spermatozoa av teratozoospermiske prøver, og det kan være relatert til unormal spermmodningsprosess og spermhodevakuoler. Det er imidlertid behov for mer fokusert forskning.

Akrosom ble fullt utviklet i de fleste spermatozoer med sædhodevakuoler. I noen celler ble det observert sammenkoblinger av indre akrosomale membran og nukleær konvolutt(Figur 5 (a) og 5 (b)). Akrosommorfogenese er en dynamisk prosess som innebærer et nært samspill Mellom Golgi kompleks og nukleær konvolutt av tidlig spermatid. Det har vist seg at perinuclear theca (PT) er en cytoskeletal struktur som dekker sædkjernen i pattedyr og har vist seg å spille viktig rolle i normal akrosomdannelse .

som gjennomgått Av Setti et al. , noen forfattere rapporterer at sperm vacuoles er av akrosomal opprinnelse og reflekterer nonreacted akrosom . En negativ sammenheng mellom tilstedeværelsen av vakuoler og sædkapasiteten til å gjennomgå den akrosomale reaksjonen er eksponert. Våre data viser at sædhodet vakuoler er unike strukturer, vanligvis dekket av intakt akrosom.

Unormale spermatozoer var tilstede i begge typer sædprøver-normale og unormale. Abnormaliteter påvirket forskjellige komponenter av sædceller, nemlig kromatin, akrosom, nakkeområde, mitokondrier og hale. Vi presenterer flere mikrografer av unormale spermatozoer fra normozoospermiske prøver med mindre kondensert kromatin, bøyd hals, atypisk akrosom og unormal hodeform (Figur 6).

(a)

(b)

(c)

(d)

(a)
(b)
(c)
(d))

Figur 6

(A), (b), (c) Og (d) Spermatozoa fra normale sædprøver med unormal morfologi. Kromatin er granulær og mindre kondensert med mange klare flekker (hvite piler). Akrosom er unormalt dannet (a), delvis dannet (d), og noen ganger koblet til membranhjul (b). (c) Bøyd nakkeområde. A: acrosome; N: kjernen.

3.2.2. Funksjon Av Sperm Head Vacuoles

I dag er det umulig å angi hva den virkelige funksjonen av sperm head vacuoles er. Basert på våre mikrografer av sperm ultrastruktur, foreslår vi at sædhodevakuoler kan fjerne noe stoff av ukjent opprinnelse fra kromatin. Fordi de indikerer det potensielle forholdet til både sædmodningsprosessen på den ene siden og unormal kromatinkondensasjon i den andre, kan man spekulere i at sædhodevakuolene kan være involvert i fjerning av histoner når de erstattes av protaminer. Men det er for tidlig for noen konklusjon og videre forskning er nødvendig.

4. Konklusjoner

resultatene av denne studien indikerer at sædprøver av menn med teratozoospermi er preget av økt forhold mellom sædhodevakuoler, selv om de også er tilstede i sædprøver av normosperm menn. Dette indikerer at de kan være relatert til patologisk tilstand. Våre micrographs på sperm ultrastruktur indikerer at sperm hodet vacuoles består av membran hvirvler. Variasjoner i kromatinkondensasjon ble for det meste observert i unormale sædprøver, og det er ikke utelukket at de er relatert til unormal modning og sædhodevakuoler. Videre forskning kombinere ulike metoder og overføring elektronmikroskopi er nødvendig for å bedre belyse dette fenomenet.

Interessekonflikt

forfatterne erklærer at de ikke har noen interessekonflikt angående publisering av dette papiret.

Takk

forfatterne vil gjerne takke de kliniske embryologene TIL IVF Lab Ljubljana, Institutt For Obstetrik Og Gynekologi, Universitetsmedisinsk Senter Ljubljana, for å forberede sæden Og Laboratoriet for Elektronmikroskopi Av Institutt For Biologi, Bioteknisk Fakultet, Universitetet I Ljubljana.