人類精液檢查。

在光學顯微鏡下，成熟的人類精子似乎由扁平的橢圓形頂端部分《稱為『頭部』》、短頸和細長的鞭毛《稱為『尾巴』》組成。

頭部由兩個區域組成，即細胞核和頂體。

緊湊的細胞核包含具有單倍體染色體結構的濃縮 DNA，並且三分之二被頂體復合體覆蓋。

這種帽狀結構由與核膜接觸的內部頂體膜和位於質膜下方的外部頂體膜組成。

頂體源自精子細胞的高爾基體，含有裂解酶——對卵母細胞穿透至關重要。

圍繞頂體和細胞核的質膜在電子顯微鏡下通常呈三層結構，外表面有一層厚厚的糖蛋白塗層《精子塗層物質》。

短《僅 1 微米》的頸部從核膜的後部延伸到尾巴的中間部分與頭部的連接點。

尾部由軸向或軸絲絲狀復合體組成，由位於中央的一對微管和排列在外圍的九對微管組成《9 + 2 組織》。

這種細絲復合體沿著尾巴的整個長度延伸，分為 5-6 μ 長的『中間段』、約 45 μ 長的『主要段』和約 5 μ 長的『末段』。

在中間部分，該復合體被九根致密的外部纖維包圍，這些外部纖維在與微管接觸的地方很細，並且隨著它們接近外表面而變粗。

它們又被線粒體鞘包圍《僅在中間部分》，精子呼吸和能量產生所必需的。

中間部分通過稱為環的結構與主要部分分開，環是粘附在鞭毛膜上的致密材料環。

在主要部分，軸絲和外部纖維被由兩列致密纖維組成的纖維鞘包圍。

這種纖維鞘在主段和末端段的交界處突然終止；末端部分本身由僅由質膜覆蓋的軸絲構成。

新鮮精子形態在 400 倍和染色塗片上以 1000 倍進行評估。

已經提出了許多形態學分類。

WHO目前的分類如下《2010》：

橢圓頭：普通

頭部缺陷

• 大《巨頭畸形》

• 小《小頭畸形》

• 無定形

• 錐

• 梨形

• 圓形《無頂體；小》

• 空泡化的

• 雙頭

• 針頭

• 小的或大的頂體區域

頸部和中段缺陷

• 彎脖子

• 中間件不對稱插入頭部

• 厚插入

• 薄的

尾部缺陷

• 短的

• 循環的

• 盤繞的

• 彎曲

• 雙重，多重

• 破碎的

多餘的殘留細胞質

1精液的非精子細胞成分

檢查新鮮或染色的精液也可發現任何非精子細胞成分。

這些可能包括以下內容：

• 精子發生過程的要素：可能存在精子之前產生的任何細胞要素：

• 精原細胞

• 初級精母細胞

• 次級精母細胞

• 精子細胞；

• 白細胞：主要是：

• 多形核白細胞

• 淋巴細胞

• 巨噬細胞;

• 紅細胞;

• 上皮細胞從附屬腺體或泌尿生殖管脫落。

1.1精子發生過程中的要素

精原細胞的細胞質很少，核呈圓形，具有深色《深色，Ad 型》或淺色《淺色，Ap 型》染色質和 1 或 2 個核仁。

它們是精液中最不常見的細胞，因為它們與基底膜直接接觸，因此距離曲細精管腔更遠。

初級精母細胞是具有大中央核的大細胞，其中很少可以看到核仁。

染色質的出現取決於減數分裂的階段；它可能在土塊中變厚或顯示出特征性的細絲外觀，讓人聯想到腦回旋。

源自細胞質不完全分離的雙核元素是常見的發現。

由於細胞分裂不完全，精原細胞和精母細胞的分裂不同於體細胞。

子細胞通過胞質內橋保持連接，胞質內橋是體細胞中的瞬時結構，但保留在生精上皮中，直到精子細胞分化為精子的最後階段。

次級精母細胞是具有中央增厚核心的小圓形細胞。

它們源自第一次減數分裂並在間期停留很短的時間，因此很少在精液中發現。

精子細胞的形態取決於它們的成熟階段。

a 型和 b 型是具有中央增厚核的小圓形細胞，其特征在於顆粒狀染色質和富含源自高爾基體的頂體顆粒的細胞質。

c 型和 d 型是細長細胞，其特征是核偏心，染色質更濃縮。

隨著成熟的進行，頂體前顆粒合並成一個顆粒形成頂體，染色質進一步壓縮，細胞質減少，呈現出喚醒樣的外觀。

此時精子細胞已呈現出精子的形態特征。

精子細胞和初級精母細胞是精液中最常見的精子發生過程的組成部分。

2精液的形態學研究

在評估其他精液參數期間，首先在 400 倍的新鮮精液上進行精子形態學分析。

然後根據每個樣品準備一些載玻片，並在 1000 倍光學顯微鏡下檢查。

必須使用脫脂載玻片制備細胞學標本，使塗片均勻分佈在整個表面上。

如果塗片有回縮的趨勢，則應將載玻片浸入無水乙醇或 95% 乙醇中進行預處理，以使樣品粘附更完整。

對於通過遊動分離的精子或洗滌過的精子的形態學評估，應該記住以這種方式制備的樣品不會產生完美的塗片，因為它們不含蛋白質。

在這種情況下，建議使用聚賴氨酸包被的載玻片或在細胞懸液中加入 1% 的白蛋白。

2.1精液塗片的制備

• 使用磨砂邊刻有患者姓名的載玻片。

• 在磨砂邊緣末端的幻燈片上滴 10 μL。

• 將蓋玻片《24 × 32 或 24 × 50 毫米》的一端浸入液滴中，讓精液擴散。

• 在載玻片的整個長度上非常輕柔地劃線，以最大程度地減少精子損傷。

• 讓空氣幹燥。

• 在無水或 95% 乙醇或甲醇中固定載玻片 15 分鐘。

• 讓空氣幹燥，然後染色。

2.2染色技術

4.2.1 May-Grünwald-Giemsa 染色

該方法使用兩種染料溶液：Giemsa《藍色 II-伊紅》和 May-Grünwald《亞甲基-伊紅藍》，兩者均在市場上很容易買到。

May-Grünwald-Giemsa 染色可用於風幹和固定的塗片；它通過將細胞核染成藍紫色和將細胞質染成粉紅色來進行細胞鑒定。

1. 1.精子程序

• 用 May-Grünwald 溶液覆蓋載玻片 4 分鐘。

• 用蒸餾水沖洗。

• 用吉姆薩溶液《在蒸餾水中按 1:10 稀釋》覆蓋載玻片 15 分鐘。

• 用蒸餾水沖洗。

• 風幹，然後安裝。

1. 2.生殖細胞程序

• 用 May-Grünwald 溶液覆蓋載玻片 4 分鐘。

• 用蒸餾水沖洗。

• 用吉姆薩溶液《在蒸餾水中按 1:20 稀釋》覆蓋載玻片 15 分鐘。

• 用蒸餾水沖洗。

• 風幹，然後安裝。

2.2.2精子細胞的差異快速染色

Diff Quik (Dade Behring) 是一種即用型試劑盒，可使用以下溶液進行快速染色：

• 固定液《甲醇中的三芳基甲烷》；

• 染色液 1《嗜酸性呫噸》；

• 染色液 2《嗜堿性噻嗪》。

它產生的染色類似於使用 May-Grünwald-Giemsa 染色所獲得的染色。

2.2.3精子細胞巴氏染色

該技術使用核染料《哈裡斯蘇木精》和兩種細胞質染料 [Orange G6 和 EA-50《曙紅-酒精》]，所有這些都在市場上很容易買到。

這些染料共同作用將細胞核染成深灰藍色，將細胞質染成粉紅色或橙色。

3染色質方面

3.1人類精子中的染色質組織

男性不育症的診斷基於光學顯微鏡對各種精子參數的評估，例如濃度、活力和形態，這些都是精液質量的重要標志。

然而，定量和定性精子分析隻是故事的一部分：精子染色質和 DNA 完整性對於胚胎的受精和正常發育也是必不可少的。

在精子發生過程中——精子發生的最後階段，圓形精子細胞轉變為成熟的精子——除了這些形態學變化外，基因組還會發生重大重組。

魚精蛋白是僅在雄性中表達的富含精氨酸的物種特異性蛋白質，在這一階段起著重要作用。

魚精蛋白一詞最初由 Friedrich Miescher 於 1874 年創造，指的是與萊茵鮭魚精子核的『核素』相關的有機堿基。

魚精蛋白是精子核中最豐富的蛋白質，在其他任何地方都找不到。

精子 DNA 與魚精蛋白緊密結合，呈現高度緊湊的環狀結構。

DNA-魚精蛋白相互作用發生在魚精蛋白的精氨酸結構域和磷酸二酯 DNA 骨架之間。

精子核的包裝涉及用魚精蛋白逐步取代體細胞和睪丸組蛋白，盡管大約 15% 的人類精子 DNA 仍然與組蛋白部分結合。

最近的研究表明，與精子細胞中 DNA 結合的組蛋白與基因家族相關，在胚胎分化和發育中具有重要作用。

組蛋白/魚精蛋白轉換機制高度復雜且受到精細調控。

在此階段，稱為過渡蛋白 (TNP) 的富含精氨酸和賴氨酸的蛋白質與 DNA 結合，從而在魚精蛋白沉積位點保持中間結構並促進組蛋白消除。

在生精過程結束時，TNP 被去除並逐漸被魚精蛋白取代，魚精蛋白的高半胱氨酸含量通過形成分子間和分子內二硫鍵決定染色質的壓實。

男性不育的原因之一是與精子染色質異常和 protamination 缺陷相關的精子核變化。

生理和環境應激因素、基因突變和染色體異常可以改變精子發生過程中發生的復雜生化過程，對染色質結構和生育能力產生負面影響。

例如，氧化應激可誘導精子染色質斷裂。

在拓撲異構酶 II 修復錯誤後，精子發生過程中也會出現此類異常。

高拓撲異構酶 II 水平和 DNA 鏈斷裂在細長的精子細胞中可能是正常的，這可能是由於需要放鬆由 DNA 在核凝聚過程中經歷的強烈扭轉運動引起的張力。

在這種情況下，鏈斷裂是由於生理需要，如果它們在精子發生完成之前被拓撲異構酶 II 修復，則不會產生任何負面影響。

然而，如果拓撲異構酶 II 的修復能力受到抑制劑影響或阻斷，鏈斷裂可能無法完美修復。

精子 DNA 損傷具有多因素病因，可追溯到內源性和環境性睪丸和睪丸後因素。

最新理論認為，精子 DNA 損傷是由魚精蛋白表達改變、氧自由基過量產生或細胞凋亡過程引起的。

細胞凋亡是一種基於遺傳機制的細胞死亡形式，該機制會誘導許多細胞、形態和生化變化，從而導致細胞『自殺』。

在形態學上，凋亡細胞的特征是細胞骨架發生改變。

染色質變得固縮並在核膜上積累《染色質邊緣化》，從而產生細胞外觀，一個多世紀以來啟發了各種定義《半月形、馬蹄形、鐮刀形等》。

生物化學上，細胞凋亡最重要的特征之一是鈣/鎂依賴性核酸內切酶的激活。

它們以特定方式將細胞 DNA 片段化為大約 185 bp 的核小體單元。

細胞凋亡過程也與導致成熟精子的分化和成熟過程的調節有關。

精原細胞的克隆擴增實際上明顯過度，需要一種機制來根據支持細胞的數量來對抗這種生長。

人類精子發生的低效率是有據可查的：初級精母細胞隻產生兩個精子細胞，而不是理論上可以預測的四個。

細胞凋亡過程也與導致成熟精子的分化和成熟過程的調節有關。

精原細胞的克隆擴增實際上明顯過度，需要一種機制來根據支持細胞的數量來對抗這種生長。

人類精子發生的低效率是有據可查的：初級精母細胞隻產生兩個精子細胞，而不是理論上可以預測的四個。

細胞凋亡過程也與導致成熟精子的分化和成熟過程的調節有關。

精原細胞的克隆擴增實際上明顯過度，需要一種機制來根據支持細胞的數量來對抗這種生長。

人類精子發生的低效率是有據可查的：初級精母細胞隻產生兩個精子細胞，而不是理論上可以預測的四個。

可以使用多種方法研究精子核完整性。

最常見的是 TUNEL，它基於一種酶的使用，即末端脫氧核苷酸轉移酶 (TdT)，它催化熒光素標記的核苷酸聚合到片段化 DNA 的 3′-OH 末端。

鑒於現在輔助生殖技術 (ART) 的廣泛使用，對精子 DNA 損傷的研究尤為重要，並且正在尋找一種可以預測受精、胚胎質量和植入成功的測試。

近年來，人們做出了許多努力來確定評估精子 DNA 損傷的合適測試。

然而，此類測試的臨床意義尚未確定。

許多研究已經使用 TUNEL 來證明不育患者以及患有男科和腫瘤疾病患者的精子中的核碎裂 ( Gandini et al. Hum. Reprod.,15:830，2000)). 這些研究表明精子中的碎片可能是各種病原體或精子發生控制系統失調的結果。

其他研究將精子碎片與生殖結果相關聯，尤其是與 ART 中妊娠率降低和流產風險增加相關。

應該記住，對繁殖成功的最終影響不僅取決於精子 DNA 損傷的類型和程度，還取決於卵母細胞修復這種損傷的能力。

事實上，異常染色質結構的生物學效應取決於精子染色質損傷程度和卵母細胞質量的結合。