精子的成熟和调控

精子的成熟和调控作为雄性配子的精子是在睾丸曲细精管中产生，睾丸中产生的精子从其形态结构和染色质角度已基本成熟，并经直细精管、睾丸网及睾丸输出小管，进入一个由高度盘曲的管道系统组成的器官―附睾，循附睾头－体－尾运行，进一步发生形态学的变化，物质代谢的变化，精子膜的变化，达到附睾精子成熟。贮存在附睾的精子，在射精时进入阴道，通过宫颈、宫腔，到达输卵管壶腹部，与卵子相遇并结合，最终完成受精过程。

这一过程的完成还需要精子具有运动能力，特别是快速前向运动的能力，需要精子具有固着于透明带的能力，需要具有精卵识别的能力和结合卵子的能力。总之精子通过附睾头体尾的运行最终获得成熟，而在期间发生的变化统称附睾精子的成熟变化。一.附睾中精子形态结构的变化睾丸精子胞质小滴主要位于精子中段的近段，在循附睾运行过程中，精子的胞质小滴向末端移位，直至最后脱落。如果胞质小滴未能完成移行和脱落，这种精子就未能达到成熟，就会影响受精能力，如果在射出精液中存在大量有胞质小滴的精子，就可能造成男性不育。

在附睾精子成熟过程中，精子顶体形态和面积逐渐缩小，而顶体内容物致密度逐渐增高，到附睾尾部未成熟顶体则完全消失，顶体内容物的前顶体素和顶体素，在成熟过程中也进行了再加工和降解修饰。

精子核在附睾成熟中，核中DNA链磷酸基团和鱼精蛋白结合越来越紧密，而且鱼精蛋白结合巯基量逐渐减少而二硫键量不断增加，其结果使精子的核更趋稳定，保护精子核和基因免受外界有害因素的损害

精子鞭毛中，含有大量的外周致密纤维，形成于精子细胞期，含有大量的锌，锌与半胱氨酸形成复合物。研究发现在附睾运行中，致密纤维中的锌大量减少，复合物中硫氢基氧化成二硫键失去的大量的锌，使外周致密纤维的稳定性增加，这种变化与精子的运动有关。二.精子膜的成熟变化精子膜是精子功能得以实现的重要保证。精子在附睾运行过程中，逐步获得了排钠的能力，同时精子膜对钾离子的通透性明显增加，造成钾离子内流，使精子内钾离子浓度明显高于精子外附睾液中钾离子的浓度。膜的这种变化可以影响精子酶的活力及其代谢，也对附睾精子运动具有重要意义。唾液酸是一种带强烈负电荷的酸性糖蛋白。附睾上皮能分泌唾液酸，附睾液中的唾液酸的量从附睾头体尾逐步上升，而附睾精子膜上的唾液酸则相反。这样，精子在附睾中运行，由于电性相斥，使精子不发生凝集。而且唾液酸还能遮盖精子膜表面的一些特异性抗原，免遭在男性生殖道和进入女性生殖道后为免疫活性细胞识别和吞噬。在运行中唾液酸量的不断减少，为精子在女性生殖道的获能及精卵结合建立必要的膜分子构型作准备，表面呈低负电荷状态的精子膜容易与卵子相识别。

精子在附睾中运行中，精子膜的流动性是逐步降低的。从附睾头到附睾尾，精子膜中新成分的插入或原有成分的丢失，精子膜上膜脂的总量逐渐减少，并且随着精子的逐渐成熟，胆固醇、磷脂比率，饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸比率明显提高，这些膜脂成分的改变造成精子膜脂流动性随精子成熟而下降，其结果使膜的稳定性增加，对精卵结合具有重要意义。

精子膜蛋白在附睾运行中，高分子量的蛋白逐渐减少，低分子量的蛋白逐渐增多，低糖基化转化为高糖基化，主要原因在于附睾上皮合成和分泌的蛋白质附着或掺入精子膜，使有的蛋白质丢失或修饰。精子膜成熟的另一变化是精子膜上硫氢基逐渐被氧化成二硫键，二硫键的键能很大，它能把不同肽链或同一肽链的不同部分连接起来，对稳定膜蛋白起重要作用。三精子运动能力的获得研究发现附睾精子成熟过程中，精子线粒体中酶的活性逐渐增强，其活性附睾体部精子大于附睾头部精子。附睾上皮有摄取和浓缩肉毒碱的能力，而附睾精子在从附睾液中摄取和积聚肉毒碱。

肉毒碱在精子线粒体的脂肪酸β－氧化过程中起重要作用，主要是携带脂肪酰基通过线粒体膜，反应发生的乙酰辅酶A可进入三羧酸循环，产生的ATP供精子运动所需。ATP是精子运动的主要来源，精子运动依赖于精子代谢过程中足够的ATP产生能力和对ATP的有效利用。附睾精子在头体尾运行的过程中，产生的ATP量是逐渐增加的。

四.附睾精子的成熟调控附睾是精子成熟的微环境，是十分弯曲而细长的上皮管道，附睾上皮合成和分泌的蛋白质已达上百种，从功能上分包括两大类：一类是非特异功能，通过附睾精子膜本体蛋白的相互作用和影响对离子的摄取，可改变精子膜的渗透性；

另一类是附睾分泌蛋白的特异功能，如附睾头部上皮细胞分泌的附睾糖蛋白与附睾未成熟精子一起孵育，能增加精子固着于卵子透明带的能力；附睾唾液酸蛋白则可能促进精卵结合，前向运动蛋白则可以激发附睾精子前向运动的产生附睾上皮细胞具有很重要的吸收和离子转运功能，其中附睾上皮对电解质和水分的转运为精子成熟造成一个良好的液态环境。正常情况下，附睾上皮通过对水和电解质的跨膜转运，重吸收大部分的附睾液。附睾的重吸收在各个不同的段落有高度的选择性，在睾丸液中，如同血浆，高钠低钾，而附睾液中表现为高钾低钠，而且附睾移行过程中附睾液内钾/钠比率是逐渐上升的。

附睾上皮的功能与维持，附睾精子的成熟均有赖于雄激素。参与附睾精子成熟的雄激素主要有睾酮和双氢睾酮，双氢睾酮可能起着更重要的作用，双氢睾酮对附睾上皮生长分化，附睾上皮细胞合成和分泌蛋白功能，对附睾上皮细胞一系列转运功能，对附睾精子运动能力和受精能力的获得均具有重要作用。附睾和附睾精子