精子在附睾成熟过程中精子膜的结构也发生了重要的变化,膜上成分以及生化、生理、物理性状的明显改变。包括膜的通透性、膜的流动性、膜电荷、膜脂、膜蛋白以及膜上糖基成分和受体性质的改变。

从睾丸刚进入附睾的精子不具排钠能力,随着在附睾中的移行过程,精子逐步获得了这种能力,同时,精子膜对于钾离子的通透性也明显增加,造成钾离子的内流,使精子内钾离子浓度明显高于精子外附睾液内的钾离子浓度。

用渗透进入法测量显示牛、羊、猪的未成熟精子的渗透特性与成熟精子不同,成熟精子与未成熟精子在取出体外后受渗透压损害的危险程度也不一样。用一些去污剂诱导受低渗膨胀的羊附睾精子破裂,可发现附睾头部未成熟精子比尾部成熟精子更容易受到破坏。

有间接的证据显示未成熟精子细胞膜对一系列的化合物有比较大的渗透性。与成熟精子相比,未成熟精子能利用更多的6-磷酸果糖来产生乳酸盐(牛精子),或三磷酸尿核苷能较快地合成RNA(大鼠精子)。这提示了是底物进入细胞较快而不是代谢的程度较大。比起附睾尾部的精子,牛的附睾头部精子能摄取较多的钙,猪的附睾体部精子则能摄取较多的钠和钾,这可能反映了未成熟精子的膜渗透性较大或是离子泵的活性较低。在精子附睾成熟过程中,大鼠精子的一种外向转运作用的ATP酶活性逐步下降。有学者发现哇巴因(Ouabain)对大鼠精子表面ATP酶有抑制作用,而且成熟精子比附睾头部未成熟精子所受的抑制更大。在羊成熟精子能测到Ca2+-ATP酶,而在未成熟精子则测量不到。

精子膜通透性的这种成熟变化,影响了精子内酶的活性以及精子的代谢,同时也由于精子内离子浓度如钙离子的变化,对于精子在附睾成熟过程中精子运动的启动和成熟有着重要意义。

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