精子功能成熟的调节与控制

睾丸中的精子进入附睾后通常要停留三周左右。逐步获得了运动和受精能力，这个过程称为精子功能成熟。附睾头部与附睾尾部精子的受精能力有极为明显的差异。若将人输精管与睾丸输出管吻合，精子即无活力，也不能受精；若将输精管与附睾管最初7～8mm处吻合，精子就有活力并有受精能力。这说明附睾对于精子的功能成熟是必要的。了解附睾的生理功能，及研究精子在附睾运行过程中一系列变化的本质，可为探讨功能性不育药物开辟途径。
目前认为附睾的主要生理功能有：(1)吸收功能。支持细胞每天产生大量的睾网液，约有99%的睾网液在附睾头部被重吸收，干扰附睾的重吸收功能，可影响精子的运送。
(2)分泌功能。附睾的分泌物有：
❶甘油磷酸胆碱(GPC)。一般认为它与渗透压的维持有关，附睾尾部的高渗环境主要由高浓度的GPC造成。
❷糖蛋白。由附睾上皮分泌后包裹在精子的表面。糖蛋白的一种重要成分是唾液酸，去除精子表面的唾液酸是精子获能步骤的开端。
❸肉毒碱。这是脂肪酸及辅酶A代谢的一个重要辅助因子。若将肉毒碱注入动物体内，它可在附睾中积聚，并能集中到附睾内的精子上。肉毒碱集中到精子上促进其成熟。
(3) 内分泌功能。附睾中的雄激素有三个来源： 一部分来自睾网液，一部分来自血循环，也有认为附睾上皮本身也可以产生少量雄激素。雄激素对于精子成熟并获得受精能力是必需的。附睾体部雄激素含量高，精子在此逐步成熟。到了附睾尾部，精子已经成熟，附睾液中的雄激素含量也趋下降，仅赖以维持精子成熟的基本需要。
(4) 附睾的屏障作用。睾丸中存在着血睾屏障，附睾中有血-附睾屏障，但许多小分子物质可以自由进入附睾。在睾丸输出管、附睾管及输精管等处均可见上皮内淋巴细胞，这是一道免疫屏障。若这些淋巴细胞逆流入曲细精管，可以造成自体免疫性不育。
目前已知，精子在附睾运行过程中成熟的演变包括：
❶形态改变。未成熟精子体部有一个胞浆小滴。此小滴在精子成熟过程中向后移动并最终脱下。若不能正常地后移和脱下，精子就不能成熟。
❷运动方式改变。睾网液内的精子可有活动，但进入附睾头段即失去活力。在附睾内运行过程中，精子又先后出现原地摆动，转圈运动直至螺旋式前向运动。因此观察精子的运动方式，也是衡量精子成熟的一个指标。
❸核蛋白的改变。精子通过附睾时，DNA与组蛋白结合得更加紧密，故而从睾丸到附睾尾的运行过程中，精子核的DNA组织化学反应不断减弱，这是精子是否成熟的重要指标。若用核蛋白未成熟的附睾头部精子作人工授精，可出现胚胎早期死亡或不能着床。
❹磷脂和脂肪酸含量变化。精子在附睾运行过程中，其磷脂含量逐步下降，这些磷脂被用作精子在附睾内的能源。精子成熟过程中，细胞内的二十二碳五烯酸（或六烯酸）大大增加，这与精子膜的成熟有关。
❺硫氢基与锌含量变化。精子在成熟过程中，核及尾部的硫氢基减少，二硫键增加。精子表面的硫氢基常与锌离子螯合，所以在硫氢基变化的同时，还可见到精子中锌离子的减少。若精子内锌离子不减少，则使精子功能严重受损。
❻精子膜的改变是精子成熟中极为关键的变化。未成熟精子不会排钠，只有当其成熟以后才能排钠。精子成熟以后，其膜对钾的通透性也增加。通透性的改变与酶的活力及精子功能有极为密切的关系。在成熟过程中，精子获得一系列包裹抗原。这些包裹抗原一方面可以保护精子，另一方面为顶体反应及受精作好准备。膜表面蛋白结构改变时，精子就成为异物而由附睾上皮吞噬。直接作用于精子膜的药物看来有可能成为理想的男用避孕药。
所有哺乳动物的精子均需在附睾内成熟。附睾生理上的完整性取决于血液中雄激素水平以及睾网液和精子的正常流动。附睾头部是液体回吸收的主要区域，主要是受睾网液和精子的正常流动所控制，雄激素对它影响不大。而附睾体尾部是精子成熟和贮存的场所，对雄激素的变化敏感性高。附睾对雄激素的需要阈比其他器官为高，故附睾局部降低雄激素可以干扰附睾的功能而影响精子成熟，但并不影响睾丸、附属性腺及性活动，有人曾设想用抗雄激素干扰精子成熟来作为男用避孕药。当然除了通过干扰雄激素作用外，也可用药物直接干扰精子成熟。这两种药物都称为功能性不育药物。服用功能性不育药物以后，精子数目不减少，形态也可能不改变，精子活力不一定下降，而仅仅丧失了某一个功能。但目前对鉴定精子功能成熟的指标还甚少，况且没有任何一个指标可以同时适用于各种药物。故而为鉴定功能性不育药物的效果并针对其特定作用环节，建立一些既有理论价值又有一定现实意义的指标。