过五关斩六将,授精路上精子需克服母体“刁难”

2019-03-08 01:02:30 来源: 网易科学人
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(原标题: Female human body blocks weak sperm, scientists find)

过五关斩六将,授精路上精子需克服母体“刁难”

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最新研究表明,女性生殖系统的形状只允许强壮的“精子”通过前往卵子。而对于大多数精子来说,那里就是它们的“葬身之地”。

研究人员已经找到证据证实,女性生殖系统的构造会阻止弱小的精子抵达目标。研究人员借助小型实验模型和计算机模拟发现,从子宫颈到卵细胞的这条道路上,有一些狭窄点会像大门一样只允许游动速度最快的精子通过。

对人类和公牛的精子测试表明,只有最强壮的“游泳健将”才最有可能通过那些狭窄的点,而瘦弱的个体在接近时会被迎面而来的体液推回。该研究的首席作者,康奈尔大学的Alireza Abbaspourrad称:“这些狭窄结构的整体效果就是阻止缓慢的精子通过,并且筛选出能动性最强的精子。”

自然授精可以说是场残忍的竞争。在人类和其它哺乳动物体内,这种竞赛开始时会有超过6千万的精子同时开始冲刺。每一个精子的目标都是卵子,但是对于每个个体来说都必须超过所有的竞争对手,并且忍受免疫系统带来的酸性损害才有机会成功。

之前曾经有人研究过精子的游泳技能,但是康奈尔大学的科学家专注的是精子如何通过女性生殖系统内的那些狭窄部分,比如说子宫与输卵管之间的狭窄通道。这些通道会带来特殊的挑战,尤其是这些精子正逆流而上,这意味着它们必须与流向它们的体液相抗争。

Abbaspourrad称:“如果你查看哺乳动物生殖系统的解剖图,你就能够看到通往卵子的管道并不是一成不变的。在某些点会变得极其狭窄,只有少量精子能够成功通过。”为了了解精子在这些通道内的行为表现,Abbaspourra和他的他的同事建造了一个小型的“微流体装置”来模拟精子必须通过的那些狭窄通道。这个装置有三个小型眼状腔室,每个都被一个窄点分隔。

科学家将精子注射到这个装置中,精子必须逆流游动才能进入那些腔室。研究人员在《科学发展》杂志中写道,部分游动速度够快的精子才能通过那些窄点,大多数都被迎面而来的水流冲走。无论是人类精子还是公牛精子,都在这个装置中有着相同的表现。

在一项试验中,一颗精子以每秒84.2毫米的速度成功通过了其中一个窄点,而它的竞争对手每次尝试都被水流冲回。能动性最差的精子被冲的最远,这就让强壮的个体有更多的机会完成最后的尝试。

谢菲尔德大学男科学教授Allan Pacey称:“研究结果表明,只有最快的精子能够逆流通过这些最狭窄的点。这个过程不仅有着完美的生物学意义,而且能够帮助我们解答女性生殖通道如何能够确保最优秀的精子为卵子授精。”

乔俊婧 本文来源:网易科学人 责任编辑:乔俊婧_NBJ11279
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