牦牛睾丸生精小管和间质细胞的发育

牦牛睾丸生精小管和间质细胞的发育

中国的大多数牛分布在寒冷和半湿润的山区。自然环境差，但具有很高的经济和食品价值。为了提高牛的繁殖能力，国内外研究人员对牛的繁殖生理进行了大量研究。雍英红等对母牛的繁殖特性和季节雌激素进行了调节，不同年龄的牛出生和发育以及卵的形态、卵系统和牛胚胎的早期发育进行了深入的研究。李德宏详细研究了不同时期牛卵生精神体的发育规律。目前，我国不同年龄段牛生精神管和中等生物细胞的发育和变化规律尚不深入研究。睾丸是产生精神器和雄性激素的生殖腺。通过对组织形态的形态计量的分析，我们可以反映出结构和功能变化的规律，对提高牛的繁殖能力、丰富牛的繁殖生活水平具有重要意义。本研究的目的是通过对不同年龄段牛的形态进行观察和分析，系统观察其管和内质细胞的变化，阐明不同发育阶段牛的形态变化规律，为今后研究牛的繁殖特性提供学术参考。1材料和方法1.1试验动物在青海省西宁市乐家湾屠宰场选取幼年期(3月、1岁)、青年期(3岁)、老年期(9岁)健康雄性高原牦牛,每年龄段8~10只.1.2动物睾丸生精细胞形态观察和计数幼年期(3月)牦牛以外科去势手术采集睾丸,其余的则经颈部放血致死后剖腹,将双侧睾丸完整取下,横断剖开,固定于10%的甲醛溶液12~24h,常规石蜡包埋,连续切片厚5μm,HE染色,光镜下观察各组动物睾丸生精上皮内各级生精细胞、支持细胞和间质细胞出现的时间、形态和数量.每组标本随机选取3张切片,在高倍镜(400×)下每张切片计数50~100个生精小管管壁中生精上皮的层数和厚度,并采用“十字”法测量生精小管横断面的直径,分别计算其平均值.1.3处理数据所得数据用ue0af±s表示,使用SPSS13.0统计软件,采用单因素方差分析和LSD法两两比较对各组数据进行统计分析.2结果与分析2.1不同年龄下宫殿牛和鹿的形态变化2.1.1精原细胞的分离纯化3月龄牦牛睾丸呈白色,卵圆形.光镜下观察到睾丸内生精小管排列稀疏,间质内可见单个或者成群存在的间质细胞;小管管径细,管腔腔很小,小管界膜清晰,仅1~2层细胞贴于生精上皮基膜,只能看见精原细胞和支持细胞2种细胞类型(图1-A,图1-E).1岁牦牛睾丸体积增大,镜下观察到生精小管排列略紧密,间质成分仍较少,但可以看见较多3~4群的间质细胞,细胞呈卵圆形或者多边形,胞质嗜酸性,胞核大且为圆形.生精小管明显增粗,生精细胞层数大多整齐排列为2~4层,除支持细胞外,从基膜向生精小管管腔面依次可见精原细胞,初级精母细胞和早期发育的精子细胞,但没有见晚期变态的精子细胞和精子(图1-B,图1-F).2.1.2间质细胞增殖培养3岁牦牛睾丸体积明显增大,色泽红润.镜下观察可见生精小管排列密集,相邻3~4个小管之间的狭窄间质区域内血管和淋巴管丰富,间质细胞数量明显增多,成群密集分布,细胞较大,胞质比较丰富,强嗜酸性,核圆形或卵圆形,居中,有明显的核仁.生精小管增粗明显,生精上皮明显增厚,生精细胞层数增多,细胞自基膜向管腔面有序排列为4~7层不等;可见不同发育阶段的各级生精细胞和支持细胞,精原细胞和处于不同分裂期的初级精母细胞增多,近腔面可见较多的精子细胞和晚期变态的精子细胞和精子(图1-C,图1-G).2.1.3染色织物结构的变化9岁牦牛睾丸色泽灰暗,不如青年期外观红润,质地也松弛弹性较差.镜下生精小管排列稀疏,生精小管之间间隙增大,间质细胞数量减少,体积变小,染色加深.生精上皮变薄,生精细胞层数明显减少,2~4层居多,精原细胞、精母细胞和精子细胞均有不同程度的减少,细胞排列分散、杂乱无章,处于分裂期的细胞少见,精子细胞数明显减少,小管着色变浅,管腔中见有游离的精母细胞与精子细胞(图1-D,图1-H).2.2青年期生精小管外直径的变化由表1可以看出,生后3月龄,生精小管管腔很小,外直径仅(55.63±5.83)μm,上皮厚度为(6.11±1.20)μm,间质细胞数(4.1±1.45);到1岁时,生精小管外直径增加明显,达(205.27±58.83)μm,上皮厚度为(61.01±8.39)μm,间质细胞数(4.6±1.78);到青年期时,生精小管外直径(264.67±55.46)μm、生精上皮厚度(100.81±17.68)μm、生精上皮细胞层数显著增加(P>0.01)、间质细胞数(7.2±1.55)均达到最大值;老年期生精小管外直径为(233.42±35.94)μm,较青年期外直径之间无明显变化,但上皮变薄为(60.56±4.28)μm、间质细胞数(4.6±1.71).3生精小管腔的结构发育生精小管是产生精子的场所,幼龄期生精小管内主要由精原细胞和支持细胞组成;从青春期开始,睾丸在垂体分泌的促黄体生成素(LH)、促滤泡生成素(FSH)以及间质细胞分泌的睾酮调控下,生精上皮开始发育并产生精子.据报道精子开始形成的时间因不同动物而异:尼日利亚小羊是70d,公羊是150d,瑞士褐牛杂种公牛是120d,水牛是350d.本研究中随着牦牛年龄的增长,生精小管外直径、生精上皮厚度等逐渐发生变化,到青年期时,生精小管外直径、生精上皮厚度、生精上皮细胞层数均达到最大值,说明此时生精小管生精过程十分活跃,精子生成达到高峰,处在生殖功能旺盛的性成熟阶段;9岁的老年期,生精小管外直径变化不明显,但上皮变薄,层数减少,细胞数量减少,这与王晓云等对大鼠的研究结果相同,表明生殖功能低下的衰老阶段,生精小管萎缩退化,并且和身体机能以及生精细胞的营养供应相关.生精小管管腔的出现与精子生成、运输有关.研究证实生精细胞发育过程中,生精上皮基膜扩大的速率远远大于生精细胞增殖水平,且个别细胞凋亡是生精小管管腔出现的原因.Vanhaster等对大鼠的研究表明,3月龄大鼠睾丸重量急剧增加,生精小管面积达到最大,为精子生成奠定物质基础.本研究显示,3月龄牦牛生精小管管腔不明显,生精小管内仅见精原细胞和少量支持细胞,从3月龄到1岁牦牛睾丸生精小管外直径增长迅速,上皮层数及厚度不断增加.1岁时生精小管外直径增加明显,管腔扩大,各级生精细胞数量增多,表明此阶段睾丸在相关激素作用下,生精细胞不断分化发育,促进生精小管外直径迅速增长,生精小管平均面积迅速增大,为精子生成提供了完善的结构基础.生精小管之间的疏松结缔组织是睾丸间质,由血管、淋巴管和间质细胞等组成.间质细胞分泌的睾酮是影响精子发生和性功能的主要激素.Neaves等研究发现老年SD大鼠与青年大鼠相比,随着年龄增加,间质细胞总数增加不明显,间质细胞体积接近青年大鼠,间质细胞分泌能力随体内促黄体激素的下降而增强,总体表现体内睾酮分泌量与年龄改变无关.本研究表明老年牦牛生精小管可见少量的精子,生精细胞减少,睾丸间质细胞数量减少,据报道马的睾丸间质细胞总数随增龄而增加,勾敏慧等认为老年时睾丸间质细胞数量增多可能是间质细胞腺瘤或者间质细胞癌变前的表现形式,而不一定是衰老的表现,这些都与本研究有明显差异,对于老龄化引起的生精功能下降与间质细胞数量、