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用数学公式来揭秘精子的游动到底是怎么回事

2017-03-22 08:55:32  来源:亚洲城官方唯一网站  编辑:

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  在受孕期间,男性大约会释放出5500万个精子,数量众多的精子争夺一个卵细胞。到目前为止,精子在其旅程中的复杂节奏性运动仍然令科学家困惑不已。
  但是一项新的研究提出了一个精子运动的数学公式,这可能是未来治疗男性不育的方法。
  来自约克大学、伯明翰大学、牛津大学和京都大学的研究人员发现,精子的尾巴产生了一种特有的节奏,尾巴在驱动精子前进的同时,头部则向后和向侧面拉。受孕成功与否取决于精子如何穿过液体,成功到达卵细胞,但在此之前,有关精子运动的细节还是难以研究。
精子
  来自约克大学数学系的HermesGadêlha博士表示,为了在微观尺度上观测精子如何在液体中游动,目前采用了复杂的高精度微观技术。对精子尾巴摆动的测量结果将送到计算机模型中,这能有助于理解由该运动产生的流体流动模式。
  数值模拟用于识别精子周围液体的流动速度,但由于流体结构非常复杂,对采集到的数据进行理解并使用非常困难。给定的样品中大约有5500万个精子,因此很难用模型模拟众多精子如何同时运动。
  科学家想要建立一种数学公式,使之更容易预测精子的运动情况。这也有助于理解,为什么有些精子能成功结合,有些又会失败。
  通过对精子运动的分析,研究人员得出一个相对简单的数学公式来定义“质量完美的精子”。
  该公式计算不需要借助复杂和昂贵的计算机模拟。研究人员发现,精子能够进行矛盾运动,例如将头部向后运动,从而推动自己向卵细胞移动。精子的鞭状尾部具有特殊的节奏,使头部向后拉,抵消了运动过程中产生的摩擦。
  Gadêlha博士指出,精子与卵子结合的过程是神奇的,但人体有一个非常复杂的系统是用来确保质量合格的精子与卵细胞结合。
  很多人可能认为精子的快速运动会对其周围流体产生随机的影响,使竞争精子更难以通过,但实际上在精子周围的流体中会可以看到良好的运动模式。
  这表明精子以非常协调的方式搅动流体周围以实现运动,有点类似于在磁体周围形成磁场的方式。因此,虽然流体阻力使得精子很难向前运动,但同时流体与精子游动节奏的协调,使得只有少数高质量精子成功向前移动。
  研究人员现在希望创建一个模型来预测更多的精子。他们认为,这将有望用于革新男性不育症的治疗手段。

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