由于在人和哺乳动物体内直接检测精子趋化性非常困难,目前所有发表的研究都是在体外进行。已被用于人和哺乳动物体外精子趋化性的测试方法可分成以下4类。

第一类精子趋化测试是观察在一个升高的梯度化学引诱剂上的精子聚集。在此类测试中,精子感受到一浓度梯度递增的化学趋化物质,因而在化学趋化物质或其附近聚集。化学趋化物质梯度是通过自由扩散方式建立。已经发表了许多使用不同装置的这种测试的改进方法。如将一个填满化学趋化物质的微毛细管浸没在含有精子悬液的孔中。更简单的是用小的滴管直接插到精子培养液中,观察精子对于滴管头内含有的待测物的反应。此类测试的主要缺点是他们不能将趋化和引起精子聚集的其他原因区别开。

第二类测试与第一类测试方法相反,即观察精子在一个浓度梯度递减的化学趋化物质上的聚集情况。在此装置上,孔中的精子悬浮在已含化学趋化物质的溶液中,用一根毛细管将含有对照缓冲液或化学趋化物质的两孔连接。毛细管含缓冲液时,如果精子从孔中向毛细管中运动,精子感受到一个浓度梯度递减的化学趋化物质。当化学趋化物质同时存在于毛细管和孔中,精子就不能感受到任何浓度梯度。因此,本测试测出精子离开而不是聚集在化学引诱剂上的趋势。此类测试能将精子趋化性和生物的化学运动、诱捕区别开,因为只有趋化(不像化学运动和诱捕效应)与化学梯度的存在有关。

第三类测试包括“选择”测试。这是最常见的测试方法之一,精子在分别含有化学趋化物质和其他对照缓冲液的两个孔中选择。已发表了许多这类方法的不同设计:用于显微测量的密封室和带二、三或五孔的用于放大测量的装置,与一根管或槽接通。此测试能区别精子趋化和化学运动性,但他们不能区别趋化和诱捕。

第四类测试是检测精子运动轨迹。因为根据化学趋化物质的位置而改变运动方向是精子趋化的特征,也是与化学动力增加和诱捕区别的关键点。因此,检测精子在一有浓度梯度的化学趋化物质中的运动轨迹就是将趋化性和其他能引起精子聚集过程区别开的基本且客观的方法。但是,几乎所有观察精子运动轨迹的实验采用的方法是将一根装有化学刺激物的微毛细管的一端浸入载玻片上含有精子的液滴里,在结果里仅仅分析了液滴表面对精子运动产生诱捕的影响,却未考虑其他物理现象的影响,诸如:玻壁黏滞效应阻碍精子游动;对精子运动行为的记录局限在化学刺激物加入后最初几分钟内,而后精子接触的趋化物浓度梯度随着时间延长和空间的延展极度不一,这种方法不可能对精子运动行为得出客观概括。

由上可见,虽然目前可以采用的检测精子趋化的方法较多,但大部分的方法并不都能将精子趋化与其他可以引起精子聚集的原因区分开,例如与化学动力激活和诱捕区分开,三者各有其特点。趋化是指运动的细胞对某种有浓度梯度的化学刺激物所作出的应答,改变运动方向从而接近或远离该刺激物。化学动力是指在一定浓度的刺激物作用下,细胞改变原有稳定的运动速度。化学动力与刺激物的化学梯度方向无关。诱捕指因为运动速度降低,细胞不能很快离开某个位置,从而聚集在那个位置。诱捕可能是因为细胞对某种化学刺激物不敏感,没有改变运动速度而引起细胞在原地数量的增加;也可能是由于细胞对某种刺激物化学浓度梯度不敏感;也不排除是由于毛细管和玻片对精子的机械性黏附所致。其中上文提及的第2、4两种方法能将趋化与化学运动及诱捕区别。例如,对于孕酮体外聚集精子的现象,现在有新观点认为是由于孕酮引起精子类高度活跃样运动,不能快速离开而被捕获,并非先前所认为的作为化学趋化物诱导人精子趋化性所致。但是,这三者也可能会同时发生。这三者之间的可能联系及运动的复杂性,精子获能的复杂性,以及人和哺乳动物精子仅小部分精子有趋化反应性等,给人和哺乳动物精子趋化实验和观察带来很大困难。

系统的医学参考与学习网站:天山医学院, 引用注明出处:https://www.tsu.tw/edu/5034.html