20世纪50年代,张明觉和Austin分别独立报道哺乳动物精子在体内受精卵子前发生了一系列复杂生理生化变化,观察到哺乳动物精子必须在雌性生殖道停留一段时间才能获得受精卵子的能力,即获能(capacitation)。精子获能现象的发现是生殖医学领域内的一个里程碑,为辅助生殖技术在临床实践应用奠定坚实基础。

附睾内的精子经过修饰调节后拥有运动功能,但不具有受精卵子的能力,精浆内含有一些蛋白吸附于精子膜表面使精子处于去获能状态(decapacitation)。当人和哺乳动物精子被射入阴道后,精子向上游动,穿过宫颈黏液,经子宫进入输卵管并停留在输卵管黏膜,等待卵子并完成受精活动。在此期间,结合于精子膜表面的精浆蛋白/糖蛋白被去除,同时精子膜脂质分子发生结构变动,致精子膜渗透性和流动性改变,相关离子通道开放以及信号转导通路激活,精子获能。获能精子可以出现趋化性运动和超激活运动两种特殊运动形式,有助于精子尽可能短的时间内找到冠-卵-丘复合物,与卵子透明带识别结合,穿透透明带,发生顶体反应,精-卵融合,最终完成受精活动。正常生理条件下,获能能够在雌性生殖道内多个部位发生,包括阴道、宫颈黏液内、宫腔内、输卵管内。但是,在子宫内完全获能的精子并不能有效到达受精部位——输卵管壶腹部。获能是一种可逆的过程,获能精子一旦与精浆和附睾液接触又可去获能,表明精浆和附睾液内存在去获能因子,去获能的精子可以在雌性生殖道内重新获能。然而,精子获能是一个非常复杂过程,涉及一系列生化和生理变化。尽管相关研究有许多,但尚未获得共识。下面就精子获能发生机制予以介绍。

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