冷冻和复苏对精子的损伤

精子在冷冻和复温过程中,不可避免的会发生一些物理和化学损伤。早期研究表明,冷冻精液由于复苏后精子活力下降,会造成精子对宫颈黏液穿透能力和在黏液中活动力持续时间降低,从而导致人工授精妊娠率下降。但是,随着精子冷冻和复苏技术的改进,现在研究表明,冷冻精液人工授精妊娠率和正常妊娠率已基本接近。

对精子冷冻复苏后的研究发现,精子的质膜变皱、破裂或丢失,线粒体鞘的结构也发生显著改变。而对冰冻下精子的超微结构进行相关研究,其质膜、顶体及线粒体结构基本正常。此外,也有研究表明,精子冷冻复苏后,外膜变薄,呈波浪状改变或破损,胞质、顶体内和线粒体内透光度增加,线粒体外形变圆,顶体增宽,轴丝增粗,上述现象提示,冷冻复苏后精子大部分超微结构的变化是发生在融化期间或融化之后,细胞肿胀是形态改变的主要征象。

在精子冻融过程中,精子顶体是受低温影响最严重的部位之一,冷冻保护剂可以保护顶体膜在冷冻过程中少受损伤。有研究发现,冻融后精子透明质酸酶的活性及释放过程未发生改变,与顶体内膜和赤道带紧密相关的顶体素也不受冻融影响;也有研究表明,精子冷冻复苏后,顶体外膜肿胀、破裂,内、外膜间隙增大,部分顶体的内容物出现泄露,但即使顶体外膜破裂,精子的穿透能力似乎也未受影响。

低温对精子中段的影响,可能是由于冷冻过程造成谷丙转氨酶活性降低,精子呼吸代谢发生改变,ATP生成受阻,引起能量供应减少所致。因线粒体在冷冻过程中的微损伤而造成能量代谢受阻,可能是引起冷冻精子活率下降的主要原因。

冷冻对精子尾部也会产生较大影响,电镜观察表明,由中心体演变的9+2结构无变化,但观察结果清晰度不够,末端沿远端部分有硬性反折。冷冻精子尾部的功能损伤可引起摆动精子增多,导致复苏后精子的不规则运动和环形运动。

目前研究几乎可以肯定,冷冻复苏过程不会损伤精子的DNA,也不会改变人精子性染色体的比例,人精子染色体的畸形率也不会增高,许多临床报道指出,用冷冻精液行人工授精出生婴儿的性别、畸形率较正常受孕出生的婴儿无显著性差异

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