| |
|
 精卵是如何相遇的呢?
|
|
|
奇美醫院 蔡永杰醫師 |
|
受精的過程
精液是精子和生殖腺體的分泌液所組成。其中由於含有來自儲精囊的分泌液Seminogellin，因此剛離開男性生殖器的精液是成凝結狀態，叫凝集塊( coagulum) ，其目地當然是不要讓精子太快就流出陰道。此一凝結塊一般會在 20 - 30 分鐘之內，因來自前列腺的前列腺液內含PSA和plasminogen activator而液化，超過 30 分鐘無液化即可視為異常，而超過 45 分鐘且尚未液化的精液則稱液化不全。雖然有報告說射精後精子在陰道可維持其活動力達十二小時，不過大部份的精子卻在三十分鐘內喪失其活動力，而幾乎所有的精子均會在兩個小時內完全不動。即便如此，Settlage 等人於1973年的觀察中發現在陰道行人工授精後的五分鐘內，好的精子即可達輸卵管，而其數量則與人工授精的精子數成正比。而在其它的動物實驗也有相同的發現。而此種快速的精子運送不只是精子本身的活動力使然，而是要藉著整個陰道，子宮頸，與子宮的協調收縮。
陰道
正常陰道的酸鹼值為PH 3.5-4.0。而最適合精蟲活動的酸鹼值為PH 7.0-8.5 。當酸鹼值小於PH6時精蟲的活動力會受影響。因此陰道酸性的環境是對精蟲有毒的，所以精液需為鹼來中合陰道的酸，射精後陰道的酸鹼值會升到PH 7.0，且維持兩小時。
子宮頸
子宮頸是精蟲進入子宮的入口，子宮頸內管長約三公分，上覆具纖毛與不具纖毛兩種柱狀上皮。無纖毛柱狀上皮可分泌黏液，具纖毛的柱狀上皮再將這些黏液往子宮頸的外口推。子宮頸的黏液是鹼性的，尤其是排卵前後最鹼，此乃為中和酸性的陰道環境而為精蟲提供一良好的受精環境。此外子宮頸黏液也有排除精漿和異常精蟲的功能，並幫助精子進入滋子宮腔內。子宮頸黏液的品質隨動情素和黃體素的濃度而異，當動情素的濃度在排卵前後達到最高時，子宮頸黏液量最多而濃度最稀。而排卵後隨著黃體素的濃度變高，黏液中的水份變少，其黏稠度也相對增加。黏稠度高的子宮頸黏液主要是由醣蛋白組成，而黏稠度低的子宮頸黏液主要是由水組成。子宮頸內的分泌細胞叫子宮頸小囊(cervical crypts)，一個子宮頸約含有600-800個子宮頸小囊，有報告說子宮頸小囊可短時間儲藏精子。一般精子在子宮頸黏液中可保持受精力48小時，維持活動力120小時, 。子宮頸黏液的另一項功能是過濾型態異常的精子，因此通過子宮頸黏液後的精子，其型態正常的比率是高於原始精液的。
子宮
精子本身的活動力並不是把精子從子宮推向輸卵管的唯一力量，Kunz等人利用陰道超音波發現在濾泡期時子宮內膜與子宮肌層蠕動的頻率與強度均增加。其中蠕動波的方向是自子宮底往子宮頸的次數明顯減少，而蠕動波的方向是子宮頸往子宮底的次數明顯增加。很神奇的是，他們在同一個試驗中發現當把以放射鎝標示的小顆粒(做成精蟲大小)，放入子宮時，這些小顆粒大部份會往當月排卵的那一側輸卵管移動，而且在同一時間中，移動的數目越靠近排卵時越多。
輸卵管
輸卵管一共有四種上皮細胞，分別稱為ciliated、secretory、intercalary、undifferentiated。在整個月經週期中他們隨著動情素和黃體素的濃度不同而在型態上改變。輸卵管的肌肉層以螺旋狀排列，並和子宮肌層相連接。精子要通過輸卵管取決於精子本身的活動力、輸卵管肌層的收縮、和輸卵管液的流動。輸卵管液的分泌在排卵的時候最多，研究指出此液有助於維持精子的活動力，促進精蟲的capacitation並穩定精蟲的頂體。
Sperm capacitation
Capacitation一詞是由Chang & Austin 提出，意指精子必須先在女性的生殖道作一些生理上的改變才能具有讓卵受精的能力。而經Capacitation後的精蟲主要是會有強烈的精蟲擺動，產生極高的活動力＜hyperactivation；過動＞，就宛如汽車渦輪增壓一般，而此改變將有助於後續的透明帶結合，頂體反應、精卵溶合。Capacitation所需的時間每一種族均不同，Capacitation所產生的分子改變也是每一種族的精子不盡相同(Species-specific) 。不過大抵言之有下列的變化；精蟲細胞膜上的decapacitation factor被洗掉，此factor是精蟲在副睪成熟與和精液混合時被加上去的，精子表面的負電荷減低，精子細胞膜對離
子，尤其是鈣離子的滲透度改變。
Sperm hyperactivation
Capacitation的表現就是精子會有過動現象(Sperm hyperactivation)。過動的精子頭部左右擺動的頻率較高，尾巴拍擊的力量較大，行進的路徑也更彎彎曲曲。而此改變對精蟲通過輸卵管，和鑽過卵子外圍的顆粒細胞層有極大的幫忙。研究指出當把精蟲培養在capacitation medium中時，約只有20%的精蟲會完成hyperactivation，且這些精蟲幾乎都是型態正常的精蟲。
Acrosome Reaction
當精蟲和zona pellucida 3(ZP3；species-specific)結合後，精子在進入卵子時釋放一系列酶,使精子能夠進入卵子的過程叫頂體反應(Acrosome Reaction)。頂體反應是一種胞吐現象,類似於體細胞分泌顆粒排放內含物的全過程。正常精蟲的頂體覆蓋期頭部的2/3，頂體內含酵素，主要為hyaluronidase、corona penetrating enzyme、acrosine等。hyaluronidase使卵丘細胞之間的基質(cumulus oophous)溶解形成一個孔道，精子運動通過。corona penetrating enzyme使精子穿過放射冠(corona radiata) acrosine水解透明帶中的蛋白質形成一條狹窄的孔道，使精子穿過透明帶。
頂體反應的時間非常重要，太早釋放這些酵素不僅無助於精卵結合反而有害。而等到精蟲進入卵質中時隨即啟發了皮質反應(cortical reaction) 。皮質反應指的是位於卵膜下的皮質顆粒釋放出一些水解酶，這些水解酶會改變透明帶的結構而引發所謂的” zona reaction ＂。當發生 zona reaction時透明帶會變硬，ZP2, ZP3會變inactivate，卵膜會迅速去極化，細胞中的鈣質會升高..etc，而這些都是為了避免多套體。而至此受精的動作也告一段落。
|
|
|
