Title
受精能獲得用培地におけるヒト射出精子の運動性におよ
ぼす精漿の影響 - 全精液および分割精液から得た精漿に
よる検討
-Author(s)
眞田, 俊吾; 新井, 永植; 上田, 眞; 小倉, 啓司; 吉田, 修
Citation
泌尿器科紀要 (1988), 34(11): 1965-1972
Issue Date
1988-11
URL
http://hdl.handle.net/2433/119769
Right
Type
Departmental Bulletin Paper
Textversion
publisher
泌 尿紀 要34:1965-1972,1988 1965
受精能獲得用培地 にお け るヒ ト射 出精子 の
運動性 にお よぼ す精漿 の影響
- 全 精 液 お よ び 分 割 精 液 か ら得 た 精 漿 に よ る検 討 -
関西電力病院泌尿器科(部 長3眞 田俊吾)
眞 田
俊吾,新 井
永植,上
田
眞
弥栄町国民健康保険病院泌尿器科(医 長=小 倉啓司)
小
倉
啓
司
京都大学医学部泌尿器科学教室(主 任=吉 田 修教授)
吉
田
修
LONG TERM
EFFECTS
OF HUMAN
SEMINAL
PLASMA
FROM
WHOLE
SEMEN
AND FROM
DIFFERENT
FRACTIONS
OF SPLIT
EJACULATE
ON MOTILITY
OF HUMAN
EJACULATED
SPERMATOZOA
Shungo SANADA,
Eisyoku ARAI and Makoto UEDA
From the Department
of Urology,
Kansai-denryoku
Hospital
(Chief: Dr. S. Sanada)
Keiji OGURA
From the Department
of Urology, Yasakacho-kokuminkenkohoken
Hospital
(Chief: Dr. K. Ogura)
Osamu
YOSHIDA
From the Department of Urology, Faculty of Medicine, Kyoto University
(Director: Prof. O. Yoshida)
A number of studies have implied that seminal plasma contains one or more factors that
stim-ulate spermatozoal
motility.
On the other hand, many authors
have shown that continuous,
long term exposure to seminal plasma is detrimental
to motility
and survival
of spermatozoa.
In this study we examined the long term effects of human
seminal plasma
not only from
whole semen but also from different fractions of split ejaculate on motility of human
ejaculated
spermatozoa. Washed spermatozoa
were incubated
in modified BWW medium
containing
human
serum albumin with or without seminal plasma. A considerable
percentage
of spermatozoa
main-tained good progressive motility for up to 20 h. when free from seminal plasma. Addition
of
se-minal plasma (20%,v/v)
obviously depressed the motility,
particularly
progressive motility.
The
most depressive effect occurred in the first (prostatic)
fraction of split ejaculate, and the effect of
the last (vesicular)
fraction was less harmful. These observations
suggest that seminal plasma has
(a) factor(s)that
impair
the maintenance
of spermatozoal
motility which originate
possibly from
the prostate or epididymis,
since both fluids of these accessory
organs
appear to be secreted
mainly into the first portion of ejaculate.
(Acta Urol. jpn. 34: 1965-1972, 1988)
1966
緒
言
泌 尿紀 要34巻ll号1988年精巣上体尾部精子,あ るいは射 出精子 で も洗溝によ
って精 漿 成 分 が取 り除 かれ た もの の運 動性(こ とに前 進 運 動能)は 著 し く低 く,こ れ に精 漿 を 加xる と活 発 な前 進 運動 を 示す よ うに な るが,こ れ よ り,精 漿 中 に は,精 子 運 動 性 に促 進 的 に働 く因子 が 存 在す る と考 え られ るレ5).Lindholmer3・6)に よる と,ヒ トで は,こ の よ うな促 進 因子 は前 立腺 に由来 す る とい う.い っぼ う,精 子が 精 漿 と長 時 間 にわ た って接 触 してい る こ と は,運 動性 や 生存 性 を 保 つ うえ で む しろ有 害 で あ る と い う報 告 も少 な くな い5・?・8). 今回 われ わ れ は,全 精 液 ばか りで な く,3分 割採 取 精 液 か ら得 た精 漿 を 用 いて,受 精 能 獲 得 用培 地(mod-ifiedBWW液9))で 培 養 した ヒ ト射 出精 子 の運 動 性 に 与 え る精 漿 の影 響 に つ い て検討 した.純 粋なmod. i丘edBWW液 中 で は,か な りの精 子 が20時 間 以 上 も 良好 な前進 運 動 を保 つ の に対 して,精 漿 を添 加 した場 に は,精 子 の運 動 性,こ とに前 進 運動 は 明 らか に 抑 制 され た.ま た,こ の精 漿 の 抑制 作 用 は,い わゆ る 曜揃 立 腺分 画"で 最 も強 く,"精 嚢分 画"で は 比較 的 軽 微 で あ った.実
験
方 法
実 験 に 用 い た 精 漿 お よび 精 子 は,い ず れ もす で に 子 の あ る 健 常 男 子 の 精 液(用 手 法 に よ る)か ら得 た 。 精 漿 の 提 供 者 は3名 で,そ れ ぞ れ 通 常 の 全 精 液 採 取 を1回,3分 割 精 液 採 取(ほ ぼ3等 分 に な る よ う に 採 取)を2回 施 行 じ た 。 精 漿 は,こ れ ら の 全 精 液 (wholesemen)と3分 割 精 液(fractionI,II,III) を7,500G×20分 間 の 遠 心 を2回 繰 り返 す こ と に よ っ て 分 離 し,使 用 ま で 一25℃ に 冷 凍 保 存 した 。 な お, 精 漿 中 のZnは 原 子 吸 光 法,fructoseは 酵 素 法, freecarnitineは1.ewinらto)の 方 法 に よ り測 定 し た, 精 子 は,実 験 の 都 度 同 一 の 正 常 老(精 漿 の 提 供 者 と は 異 な る 男 子)の 全 精 液 か ら 得 た. 精 子 の 洗 潅 や 培 養 に は,modifiedBWW液9)に ヒ 1・血 清 ア ル ブ ミ ソ(HSA,crystallizedandlyophi-1ized,Sigma,Prod.No.A8,763)をo.3%(w/v) を 加 え た も の(HSA-mBWW)を,実 験 当 日作 成 し, あ らか じめ5%cot,95%空 気,37DCに 通 気 して 用 い た, 実 験 当 日 に は まず,精 子 提 供 者 よ り得 た 全 精 液 に HSA-mBWW10m1を 加 え,精 液 静 置 法9)(40分 間) に よ っ て 回 収 した 精 子 を 遠 心(375G×5分 間)に よ りHSA-mBWWで2度 洗 溝,沈 澱 した精 子に 少 量 のHSAmBWWを 加 急 て再 度静 置 法(40分 間)を 行 い,上 清 の運 動 良 好精 子 浮 遊 液 を採 取 す る・5本 の プ ラス チ ック製 減菌 試 験管 に この 浮 遊液 を 最 終精 子 濃 度5×10s/mlに 嫡 よ うに 調 整 して移 す ・1本 は 対 照 用 で あ り,純 粋 なHSA-mBWWに 洗 糠 精子 が 浮 遊 した 液 で あ る が,他 の4本 には,精 漿提 供 者 の全精 液 お よび3分 割精 液 か ら得 た精 漿 が20%(v/v)含 ま れ て い る.こ れ ら5種 の精 子 浮遊 液 をCO2イ ンキ ュ ペ ー ター 内(5%CO2,95%空 気37。C)で 培養 し, 以下 の方 法 で それ ぞ れ の精 子 運 動 性 を経 時 的 に観 察 し た. 運動 精 子 率(Omotilespermatozoa,%MS)お よび前 進 運動 精 子 率(%progressivelymotilesper-mat。zoa,%PMS)は,光 学 顕 微 鏡下(×200)で, Makler精 子 分 析 カ ウ ソタ ー チ ェ ンパ ー 内 の精子 約50 を調 ぺ て算 定 した.前 者 は,活 発 な 前進 運 動 を示 す精 子か ら微 か な 尾部 運 動 を示 す 精 子 まで,動 い て い る全 て の精 子 の 割 合 で あ り,後 者 は,前 進 運動 を 示す 精子 のみ の割 合 で,動 いて は い る が前 進 性 の な い ものは 含 まれ な い. 前 進 運動 指 数(progrcssivemotilityscore,PM sc。re)は,前 進 運 動 精子 の平 均 速 度 を示 す もの であ り,BEP(bulbexposurephotography)法11)Y`よ った,す なわ ち,暗 視 野 顕 微 鏡下 で1秒 間 シ ャッタ ー を 開 放 して 撮 影 を 行 い,こ れ よ り測 定 した1秒 間 の前 進 速 度 を平 均 して,scoreO(前 進 運 動精 子 な し),1 (0<平 均速 度 ≦33/gym),2(33μm<平 均 速 度 ≦67 um)3(67,um<平 均 速 度 ≦100um),4(平 均 速 度>100μm)の5段 階 に 分 けた も ので あ る.Fig.i に具 体 例 を示 した.結
果
1.精 漿 提 供 者 の 精 液 検 査 所 見(Tab互e1) 精 漿 の 提 供 老 は 前 述 の ご と く3名(A,B,C)で そ れ ぞ れ 全 精 液 採 取 を1回(wholesemen),3分 割 精 液 採 取 を2回(splitejaculate-(1)お よ び(2))施 行 し た.3名 と も 全 精 液 の 精 子 濃 度,精 子 運 動 性 は 正 常 で あ っ た.3分 割 精 液 で は,精 子 濃 度 はfractionI >II>IIIで あ り,運 動 性 は1,皿 で 差 が な い が,皿 で は 不 良 で あ っ た. 副 生 殖 腺 分 泌 液 の 射 出 パ タ ー ソ を 検 討 す る た め, splite ,jaculate-(2)よ り得 た 精 漿 を 用 い て,前 立 腺, 精 嚢,精 巣 上 体 よ りそ れ ぞ れ ほ ぼ 特 異 的 に 分 泌 され る とい わ れ るZn,fructose,freecarnitinelo)の 濃 度 を 測 定 し た.諸 家 の 報 告 と 一 致 し て,Znは1>II眞 田,ほ か:精 子運 動 性 ・精 漿 〉 皿,fructoseは 皿 〉 皿>1で あ った.freecarni-tineは,Znほ ど著 明 な 差 は な い も の の1>H>皿 で あ り,精 巣 上 体 液 も射 精 の 初 期 ほ ど豊 富 に 射 出 され る もの と思 わ れ た. 以下 の2,3,4の 実 験 に 用 い た 精 漿 は,whole semenお よびsplitejaculate-(1)よ り分 離 した も の で あ る. 2,運 動 精 子 率(%MS)に 及 ぼ す 精 漿 の 影 響(Fig. 2) 対 照(Control,洗 蘇 精 子 を 純 粋 なHSA-mBWW 中 で培 養 した 場 合)と 比 較 し て,全 精 液 か ら 得 た 精 漿 をzo%加 え た 場 合(W)も,fractiont.II,IIIか ら得 た 精 漿 を20%加 え た 場 合(1,n,皿)も,8時 間 ま で は ほ と ん ど 差 が な い.そ れ 以 後 で は,精 漿 添 加 群,こ と に1で 低 下 傾 向 を 認 め る も の の,各 群 間 で そ れ ほ ど顕 著 な 差 は な か っ た. 3.前 進 運 動 精 子 率(OPMS)に 及 ぼ す 精 漿 の 影 響 '甲1
「
}
1967 ●噛/
4 ぜコ
ノ 2 3 i Pig.1.Photographies,takenindarkfield microscopewithexposuretimeof lsec.,showingprogressivemotility scorel∼4. Table1_ Parametersinthewholesemenandsplitejaculatesofthethree volunteersforseminalplasma Volunteer lα 5e冊 闇I P隔 釘闇Wholesemen Splitejaculate-(1) Splitejaculate-(2)
concenVS4an (xto● ノml)5pe「m Sp㎝ ヲ6mt,b鞭m瓢.。tlb FrconcenVaUan-'一_一 一Fr (XIOr/mOsperm 鋼 CMじmVaLm lX10ヲ耐} Free あm し め ム rucWSe しぴ ロにロ 甲 ・m{r!dO{㎎1dO{剛 A140 1300 6511150 皿14 551 6511 30皿 250 90 14 5523.ア63675 5513.4247317 501.6342143 B 40 1150701 90皿3585皿 皿117皿 200 9 0.z 9530.7225508 8020.9417395 107.4609269 C200 1300 80皿25 皿14 501 4011 25皿 300 250 130 3345.83338 1529.575216 711.9322219 (Fig.3) %PMSで み る と,対 照 に 比 べ て 精 漿 添 加 群 の 低 下 傾 向 は 著 明 で あ り,こ と に1で は 短 時 間 の うち に% PMSが 低 下 し,精 漿 添 加 後6時 間 で は 全 て の 実 験 で 前 進 運 動 精 子 は 皆 無 と な っ た.1,皿,皿 の 中 で は 皿 が 比 較 的 良 好 な%PMSと 維 持 した が,対 照 と 比 較 す る と劣 っ て い た, 4,前 進 運 動 指 数(PMscore)に 及 ぼ す 精 漿 の 影 響 (Fig.4) 対 照 で は,前 進 運 動 を 示 す 精 子(%PMS)が 減 少 して も,前 進 運 動 精 子 の 平 均 速 度(PMscore)は20 時 間 後 に も ほ と ん ど 変 化 し な い.こ れ に 対 して 精 漿 添 加 群 で は,前 進 運 動 速 度 の 低 下 も著 明 で あ る.4∼6 時 間 以 降 のPMscorcはControl>III>II>1で あ り,Wは ほ ぼIIと 同 様 の 変 化 を 示 し た. 5.培 養 液 中 のglucose,fructose濃 度 の 変 化 が 精 子 運 動 性 に 及 ぼ す 影 響(Table2) z,3,4の 結 果 か らは,精 子 運 動 性,こ と に 前 進 運 動 は 精 漿 の 添 加 に よ り抑 制 され,そ の 抑 制 作 用 の 強 さ はfractionI>II>IIIと 考 え ら れ た が,培 養 液 の エ ネ ル ギ ー 源 の 差 も 無 視 で き な い.す な わ ち,対 照 は glucose100mg/dlの 環 境 で 培 養 さ れ た の に 対 し・ 精 漿 添 加 群(W,1,II,III)で はglucose80mg!dl の 環 境 で 培 養 され た こ と に な る.ま たTablelに 示 した よ うに,fractionIIIで はfractionIに 比 べ て fructose濃 度 が300mg/dl前 後 高 く,こ れ ら を20% 添 加 し た 皿 と1で はfructose濃 度 が60mg!dl前 後 異 な っ て く る.こ の よ うな 培 地 の エ ネ ル ギ ー 源 の 差 が
1968 O N O 冨 E a a ぢ E 1 80 40 20 W 泌 尿 紀要34巻11号1988年 Control BN O 描 E
番
署
ε
T .婁 d 択 100 80 60 /0 脚 ⑳ 0 W Control AO N O 冨 E 巴 切 d ぢ E 択 100 ㎜ 60 w 20 0 、 ＼o 、 ㌔ ＼ ここ . ＼ 卿● ＼ ㌔ 、 、 、 、 、 、 1、 、 、 、 048 、 、 ＼窟 k 、 1＼ 、'』
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8N O 届 E ゆ .2 ぢ E T .茎 鴇 d ヒ 択 100 80 io 60 Hours Fig.2.EfiFectsofseminalplasmaon%motile spermatozoa.Washedspermatozoawere incubatedinmBWWmediuminthe absenceofseminalplasma(Control,Q ‐Q)andinthepresenceof20joseminal plasmafromwholesemen(W,Q‐Q) andfromfractionI(1,■ 一 ■),II(II, ● 一 ●)andIII(III,▲ 一 ▲)ofsplit ejaculate.N=3.Mean=SEM. 精 子 運 動 性 に 影 響 し て く る 可 能 性 が 否 定 で き な い の で,HSAや 電 解 質 な ど 他 の 組 成 は 同 一 で あ る が, glucoseとfructoseの 濃 度 の み が 異 な る3種 の 培 地 で 洗 海 精 子 を 培 養 し,そ の 運 動 性 に 差 が あ る か 否 か を 検 討 した.HSA-mBWW(glucose100mg/dl,fruc-toseO皿g/dl)は 対,照 と 全 く同 じ条 件 で あ り,HSA・ mBWW-1(glucose80mg/dl,fructoseOmg/dl)は 1と,HSA-mBWW-2(glucose80mg/d!,fructose 60mg/dl)は ㎜ と ほ ぼ 同 一 の 培 養 条 件 と 考 え られ る . そ の 結 果 はTable2に 示 した 通 り,3種 の 培 地 で 培 養 した 精 子 の 運 動 性(%MS,%PMS,PMscore) に は 全 く 差 が な く,精 漿 の 添 加 に よ っ て 生 じ た 運 動 性 の 差 は,エ ネ ル ギ ー 源(glucose,fructose)の 濃 度 の 違 い に よ っ て 生 じた も の と は 考 え ら れ な か っ た. ＼ ¥¥. ＼ ＼ ＼臥 、 、 、 、志
1、 ＼ 、 ＼ 20、 ＼¥ T ＼ 、薮 ＼ ロ ーT-一 π 一 き ・1「8一 一i o-f--p-Hours Fig.3.Effectsofseminalplasmaon%pro-gressivelymotilespermatozoa.N=3. Mean±SEM. 4 2 0 uゆ 費3 ぢE 望2'廓 v 曽 La。
」
4 d O Uω 3 台 ぢ E2 d 咀而 v m O 0 W一
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察
五 1＼II 隔'王 、、 亀 、 、 、 4、 、 し 、 精 漿 は,お も に 副 生 殖腺(精 巣上 体,精 管,前 立 Fig,4, 4宅 一一脚一箔一 一一雪o}一 晒一一 η Hours Effectsofseminalplasmaonprogressive motilityscore.N=3 .Mean±SEM.眞 田,ほ か:精 子 運 動性 ・精 漿 Table2.%motilesper皿atozoa(%MS),% progressivelymotilespermatozoa(% PMS)andprogressivemotilityscore (PMscore)whenwashedspermatozoa wereincubatedinthreemediawithdif-ferentconcentrationsofglucoseand fructose.HSA-m-BWWcontained100 mg/dlglucose,HSA-m-BWW-180mg/dl gIucoseandHSA-m。Bww・280mgldl glucoseand60mg/dlfructose. hours O24681020 96Ms HSA・mBWW929597838810080 HSA-mBWW-t8889100BO91-9073 HSA-mBWW-29210010090789175 9(PMSNSA・mBWW HSA・mBWW-1 HSA-mBWW-2 929597758810040 888410080919055 9210010090709142 PMscoreHSA-mBWW3.02.52.53.03.OZ.5 HSA-mBWW-i3.02.52.53.03.02.5 HSA・mBWW-23.02.52.53.03.02.5 i.s 1.5 1.5 腺,精 嚢,Cowper腺,尿 道腺)の 分 泌物 が 混 ざ り合 った もので あ るが,そ の化 学組 成 は血 漿 の それ とは著 しく異 な る.こ の よ うな特 異 的組 成 は,精 漿 が 妊 孕性 に重要 な働 きを してい る こ とを想 像 させ る所 以 で あ る が,そ の詳細 は未 だ 不 明 と言 わ ざ るを え な い.精 漿 の 役割 と して は,単 な る 精 子 輸 送 の 溶媒 と して の機 能 や,雌 性 生殖 器 へ の作用(た とえ ば,精 子 を 受精 の場 である卵 管へ 運 ぶ のに必 要 な子 宮 平 滑筋 の収 縮 に精 漿 中のprostaglandinが 関 与 して いる 可能 性 が あ る) も考xら れ るが,最 も重 要 な もの は,精 子 環 境 を形 成 して精 子 の代謝 や 運 動能,受 精 能 な どに影 響 を 与 え る ことであ ろ う. 雄性 副生 殖腺 の中 で も,精 巣上 体 が精 子 の成 熟 に き わめ て重要 な役 割 を果 た して い る こ とは疑 う余 地 はな い.精 巣上 体頭 部 の精 子 で は運 動 能 は 著 しく低 く,受 精能力 もほ とん ど認 め られ な いが,尾 部 の精 子 は,そ の ままでは 前進 運 動 を示 す ものは 少 な い もの の,適 当 な媒液 中で は活 発 な前 進 運 動 を示 し,ま た 受精 能 を も 備えて い る.こ の よ うに,精 巣 上 体 は精 子 成 熟 のた め の環境 を整 え る と同時 に,そ の分 泌 物 の一 部 は直 接 精 子に作用 して各 種 の変 化 を もた らす と考 え られ る. 精 巣上 体 にお け る 運 動 能 の発 達 に はcyclicAMP (cAMP)を 中 心 とす る エ ネル ギ ー代 謝 が 重視 され て いる.加 藤 ら12),矢 野 ら13)の総 説 を 要約 す る と,精 子 が精 巣上体 頭 部か ら尾 部 に移 動 す る 間 に,解 糖 や 呼 吸 に よっ・て産 生 され たATPはadenylatecyclaseの 活性 化に よ りcAMPに 変 換 さ れ,同 時にcAMP phosphodiesteraseが 抑 希1され る 結 果,精 子 内 cAMP含 量 は さ ら に 増 加 す る.cAMPの 増 加 は 1969 proteinkinaseを 活性 化 し,tubulin-dyncin系 蛋 白 質 の リン酸化 を 促 して 精 子 の運 動能 が 充 進す る と い う,し か し,cAMPの 増 加 の み では,精 子 尾 部 の鞭 打運 動 は惹 起 で き て も,前 進 運 動能 力 を備 え る には 十 分 で な い よ うで あ り,そ れ 以 外 に精 巣 上体 通 過 中に も た ら され るtubulin-dynein系 の変 化,も し くは精 巣 上体 液 中 の何 らかの 因 子が 必要 であ る と考 え られ る. Mohriら14)が 成 熟 度 の異 な る ハ ム スタ ー精 子 をtri-tonX-100を 用 いて 除膜 し,ATPあ るい はcAMP を加 え て運 動 能 を調 ぺ た と ころ,本 来 はほ とん ど動 か な い精 巣や 精 巣 上体 頭 部 の精 子 も活 発 な運 動 を示 す よ うに な った.し か し,こ れ らの未 熟精 子 の 運動 様 式 は 精 巣 上体 尾 部精 子 や 射 出精 子 の そ れ と は異 な っ て お り,前 進 運 動 に も乏 しか った,こ の結 果 か ら,精 子 の モ ー ター装 置 で あ るtubulin-dynein系 は精 巣 内で一 応 備 わ って い る もの の,そ の完 成 は精 巣 上体 通 過 中 に 成 され る も1のと思 わ れ る.ま た,Hoskinsら15), Acottら16)は,cAMPphosphodiesterase阻 害 剤 に よ りウ シ精 巣 上体 頭 部精 子 の 尾部 運動 を誘起 で きる も のの,前 進 運 動 は得 られ ず,こ れ に精 漿 を 加xる と前 進 運 動 を開 始 す る こ とを見 い 出 した.こ の前 進 運動 に 必 要 な 因 子 は 精 巣 上体 由来 の糖 蛋 白で あ り,foward motilityprotein(FMP)と 名付 け られ た.FMPは ウシ以外 に も,サ ル,ヒ ト,イ ヌ,ブ タ,ゾ ウな どの 精 漿 に も認 め られ,そ の作 用 には種 特 異 性 は なか った とい う. 精 子 の運 動 能 の発達 は精 巣 上体 を通 過 す る こ とに よ って 一応 完 了す る と考 え られ るが,精 巣 上体 を離 れ た 後に も,精 子 の運 動 は射 精 時 に 加え られ る前立 腺 分 泌 液 や精 嚢分 泌 液 に よ って も調 節 され る であ ろ う し,あ るい は 雌性 側 の 因子 に よって も影 響 を受 け よ う.今 回 わ れ われ は,成 熟 精 子 の運 動 が精 漿 に よって どの よ う な影 響 を受 け るか,こ とに 前 立腺 分 泌液 が まず射 出 さ れ,そ の後 精 嚢分 泌 液 が射 出 され る とい う不 均 一 な射 精 パ タ ー ンが,精 子 の 運動 調 節 に如 何 な る意 義 を有 す る もの かを 検 討 す る 目的 で実 験 を行 った が,洗 瀞 した (精漿 成分 が一 応 除去 さ れ た と考xら れ る)射 出精 子 が長 時 間良 好 な 運動 性(こ とに 前進 運 動)を 保 つ のに 精 漿 は 抑制 的 に働 き,そ の作 用 は射 精 の前 半 の分画 ほ ど強 か った.こ の よ う な作 用 が エネ ル ギ ー源 で あ る glucoseやfructose濃 度 の 差 に よ って生 じた もので ない こ とはTable2よ りも 明 らかで あ り,他 に何 ら か の抑 制 因子 が精 漿 中 に存 在 す る もの と思わ れ た. inL2tYOに お け る成 熟精 子(精 巣上 体 尾部 あ るい は 射 出精 子)の 運動 性 に 対す る精 漿 の作 用 に つ いて は, わ れ われ の 以 前 に,各 種 の動 物 種 にわ た って多 数 の研
1970 泌 尿紀 要34巻11号1988年 究 が 成 され てい る が,そ れ らの 結 果は 必 ず しも一 致 し な い.itloritaら1)は ラ ッ トの籾 巣上 体 尾 部精 子 を, Ashizawaら2)は ニ ワ ト リの洗 瀞射 出精 子 を用 い て検 討 して い るが,精 漿を 加 え る とそれ らの 運 動維 持 時 間 が延 長 され る こ とを報 告 してい る.こ の 運 動維 持 に必 要 な因 子 を分 析 した と ころ,前 者 では 分 子 量70,000∼ 10,000の 蛋 白で あ り,後者 では1,000以 下 の低 分 子 物質 で あ った とい う.ヒ トの 射 出精 子 に つ いて は,Lind-holmcr3),前 原 ら4)が,洗1條 に よ って 失 われ た 前 進運 動 が 精 漿 の添 加 に よ って 回復 す る ことを 報 告 して い る.ま たOkamuraら17)は,重 炭 酸 イ オ ンが精 子 の adenylatecyclase活 性 を 高 め る と と もに運 動性 を活 発 化 させ る こ とか ら,精 漿 中 の重 炭 酸 塩 を促 進 因子( の一 つ)と 考 え て い る.精 漿 中 の重 炭 酸塩 は精 嚢 に由 来 す る とい う.こ れ らの報 告 は,成 熟精 子 の運動 の維 持 や 前進 運 動 の開 始 に促 進 的 に働 く因 子が 精 漿 中 に存 在 す る ことを示 唆す る もの であ るが,ヒ ト3・18)を含め た 多 くの 動 物 種 に お い て,精 巣 上体 尾 部精 子 の 運 動 性,こ とに 前進 運 動 は乏 しいに もか か わ らず,射 出精 子 が 活発 な前進 運 動 を示 す こ とを考 え る と,精 巣上 体 よ り遠位 の副 生殖 腺(お もに前 立 腺 と精 嚢)分 泌液 中 に促 進 的因 子 が存 在 す る のは 間違 いな い よ うで あ るし しか しい っぽ う,抑 制 的 因子 の存 在 を示 す 報 告 も少 な くない.Dottら7)が ウ シ,ウ サ ギ,ヒ ツジの精 巣 上 体 尾 部精 子 を 適 当 な培 地 で長 時 間培 養 した 際 に,精 漿 を加 え る と,ウ シと ヒ ツジで 一時 的 に運 動 性 が 高 ま る ものの,長 時 間 では いず れ の種 にお い て も運 動性 の維 持 に は有 害 で あ った.わ れ われ とほぼ 同様 の条件 で実 験 を行 ったKanwarらR)も,洗 灘 した ヒ ト射 出精 子 の運 動 性 は,純 粋 なHSA含 有BWW液 で培 養 した 場 合 に 比べ て,精 漿 を 加 えた場 合に は低 下 が著 明 であ った こ とを 報 告 してい る.DeLamirandeら19)は, 射 出精子 のtritonX-100に よ る除 膜 モデ ル を用 い て,運 動 抑 制 因子 に つ い て詳細 な検 討 を行 って い る. 前 述 の よ うに,除 膜 処理 に よ って運 動 を停 止 した 精 子 はATPを 加 え る と活 発 な 運動 を 示 す よ うに な るが, 精 漿 の 添 加 は このATPに よる精子 運 動 を競 合 的 に 阻 害 す る とい う.こ の阻 害 作 用は,ヒ トを 含 め た多 く の動 物種 の精 漿に 遍 在 し,し か も種 特異 性 は 認め られ な か った.さ らに,ウ シの精漿 で検 討 した と ころ,こ の 因 子 はお もに精 嚢 由来 の高分 子 物 質 で あ った が,単 独 で はそ の 作用 は 弱 く,精 嚢 以外 の副生 殖 腺(前 立 腺 あ る いは 精 巣上 体?)に 由 来す る低 分子 物 質 と結 合 し て 強 い抑 制 作用 を 発 揮す る とい う,こ れ らの報告 のほ か に,促 進 因子 と抑 制 因子 の両 方 が 精 漿中 に存 在 す る とす る報 告 もあ る.Baasら5)が,洗 潅 して運動 性 を 失 った ウシの 射 出精 子 に精 漿(vasectomyに よ り精 巣 上 体 液が 混 入 しない よ うに して あ る)を 加 え る と運 動 性 を 回復 す る が,高 濃度 の精 漿 を 加 え る と運 動維 持 時 間 が短 縮 され た.こ の運 動 回復 に 必要 な促 進 因子 は 500以 下 の低 分 子物 質,ま た 運 動維 持 抑 制 因 子 は それ よ り高分 子 の 物質 で あ った とい う. 以 上 の よ うに,成 熟 精 子 の運 動 性 に対 す る精 漿 の作 用 に 関 して は,促 進 的 とす る報 告 と,抑 制 的 とす る報 告 が 半 々で あ るが,よ く検討 して み る と,こ れ らの相 反 す る結 果 は,精 子 運 動性 に対 す る精漿 の作 用 を評 価 す るた め の実 験 方 法 が,基 本 的 に 異 な るた め に生 じた もの では な いか と推 察 され る.す な わ ち,促 進 作 用 を 示 唆す る報告 では,運 動性 の乏 しい精 巣 上 体 尾部 精子 か,洗 瀞 に よって 運 動 性が 著 し く失 われ た 精子 を 実験 に用 い て お り,こ れ に精 漿 を 添 加 した後 の 比 較的 短時 間 の精 子運 動 を 観 察 してい るの に対 し,抑 制作 用 を示 唆す る報告 では,運 動性 が 長 時 問 良好 な 状 態 で維 持 さ る よ うな環 境 下(た とえば 受 精 能獲 得 用 培 地 な ど)に おい た精 子 を 対 照 に,こ れ に精 漿 を加 え た場 合の 運動 性 の 差 を 比較 検 討 して い る.こ れ ら の点 を 考 慮す る と,そ の ま まで は前 進 運 動 に 乏 しい精 巣 上体 尾 部精 子 (洗1條に よ って 精 漿 成分 を除 去 され た 射 出精 子 もほぼ これ に 近 い と考xら れ る)が 潜在 的 に 有 して い る前 進 運 動 能 を誘 起 す る 因子 が 精 漿(精 巣 上 体液 を除 く)中 に存 在 す るが,適 当 な環 境下 で い った ん 活発 化 した運 動 性 を,精 子 が 長 時 間維 持 す る のに 有 害 な 因子 も また 精 漿 中 に 含 まれ て い る と考 え られ よ う.こ れ をinUE-UOに あて は め て考 え て み る と,精 巣 上体 尾 部 精子 は 射 精 の 際に,精 巣 上体 液 に は な い,他 の 副 生殖 腺 に 由 来 す る因子 に 接 触す る こ とに よ り,活 発 な前 進 運動 を 開 始 す るが,雌 性 生殖 器 内 に 送 り込 まれ た 後 には,長 時 間 精 漿 と接 触 して い る こ とは運 動 性 の 維 持 には 好 ま し くな い,と 言xる か も知 れ な い.雌 性 生 殖 器 内 で は,精 子 の受 精 能 獲 得 は精 漿 由来 の被 膜(受 精 能 破壊 因 子)が 取 り除 か れ る ことが 第 一段 階 とな るが鋤,精 漿 の存 在 は,受 精 能 獲得 にば か りで は な く,運 動性 の維 持 に と って も有 害 で あ る と考 え られ よ う. い っぼ う,射 出 され る精 液 の性状 が前 半 と後半 で違 って い る こ とは,1786年 にす で にHunterが 指 摘 し てお り,そ の後,精 子 の濃 度 や 運 動 性ば か りで な く, 化学 的 性状 も著 し く異 な っ て い る こ とが 明 らか に な っ た.精 漿 成分 を調 べ る と,酸 オス フ7ア タ ーゼ やZn な ど前 立腺 由来 の物 質 の 濃 度は 前 半 に 高 く,fructose な ど精 嚢 由来 の物 質 の 濃度 は後 半 に 高 い こ とは,Ta-ble1に も示 した とお りであ る.こ の よ うな不 均 一 な 射精 パ タ ー ンが妊 孕 性 に重 要 な意 義 を有 してい る こと
眞 田,ほ か:精 子 運動 性 ・精 漿 1971 は,不 妊 の種 馬 や 男子 の中Y'.通常 とは逆 の射 精 パ タ ー ソ(後 半ほ ど精 子 濃度 が 高 い)を 示 す もの がい る とい う報告21・22)からも窺 われ る.精 子 の運 動 も前 半 で 良好 で後半 で不 良 であ る が,そ の理 由 と して,一 つ に は, 精子 自体 に 違い が あ る(た とえば,後 半に 射 出 され る 精子 は よ り未熟 で あ る)こ とも考xら れ るが,一 つ に は,精 子 の環 境 の違 い(前 立 腺 分 泌 液 と精 嚢分 泌液) が運 動性に 差 を 生ぜ しめ た と も考 え られ る.Lind-holmer3・6,が,洗 源 し た ヒ ト射 出精 子 を,こ れ とは 別に分 割採 取に よ って得 た前 半 の精 漿(前 立腺 分 画) と後半の精 漿(精 嚢分 画)に 懸 濁,培 養 した とこ ろ, 前者 の運動 性が 明 らか に 良 好 であ った.こ れ よ り,精 子 運動 性が 前半 と後半 で 異 な る のは,精 子 自体 に原 因 あるので はな く,精 漿に 原 因が あ る,す なわ ち,前 立 腺 分泌液 には促 進作 用 が,精 嚢分 泌 液 には 抑 制作 用 が あるため であ ろ うと結 論 した.こ の 考 えは 現 在一 般 に 受け容れ られ てい るが,今 回 わ れ わ れ の得 た 結 果 は Lindholmerの 結果 とは 一見 相 反 して い る.し か し, 前 に も述ぺ た よ うに,精 漿 には 促 進 因子 と抑 制 因子 の 両方 が存在 す る可 能 性 が強 い こ と や,Lindholmer とわれ われ の実 験方 法 が 異 な る こ とを考 え れ ぽ,こ の 相反す る結 果が 必 ず しも矛 盾 してい る とは 言 え ない. す なわ ち,同 じ射 出精 子 で も,Lindholmerは 洗 瀞 によって ほぼ前 進 運動 を 停 止 した 精 子 に各 分 画 を加 え て,そ の直 後 の短 時 間の精 子運 動 に つ い て検討 してい るの に対 し て,わ れわ れ の実 験 で はHSA含 有 の mBWW液 で洗 潅 し,さ らに静 置 法 に よって 回 収 した 運動良 好精 子 のみ をHSA-mBWWに 浮 遊 させ,こ れに各分 画 を添 加 して長 時 間運 動 性 を観 察 して い る. Lindholmerの 結果 は,精 巣 上体 尾 部 精 子 が射 精 と ともに 活発 な前 進 運動 を 開 始す るの に必 要 な 因子 が 前 立腺分 泌液 中に 存 在す る こ とを 示 唆 してい るが,大 部 分の精子 が前 立腺 分 泌 液 と ともに 射 出 され る こ とを 考 えれば,合 目的 な もの と言 え る 。 い っ ぽ うわ れ わ れ は,受 精 能獲 得 用培 地 とい う雌 性 生 殖器 内に よ り近 い 条件 下で,精 子 が運 動 性,こ とに 前 進 運動 を 長 時間 維 持 す るのに有 害 な 因子 も また,前 立腺 分 画 に豊 富 であ る ことを示 した.た だ,そ の 由来 に つ いて は,前 立 腺 ぽ りで な く精 巣 上体 由来 の 可能 性 も否 定で きな い.何 故 な ら,freecarnitineも 射 精 の 前半 ほ ど高 濃度 で あ り (Table1),精 巣上 体 液 もお もに 前 立腺 分 画 中 に 射 出 され ると思 われ るか らで あ る.ま た,こ の よ うな 抑 制 因子が何 故存 在 す る のか,こ とに射 精 の 前 半部 に 豊 富 な ことの意 義 は不 明 で,今 後 さ らに検 討 を要 す る と思 われ る. 本 論 文 の 一 綴二は,第37回 泌 尿Y:科 巾115連 禽 総 会 ラ ウ ン ド テ ー プ ノレ ・ デ ィ ス カ ・ソ シ ョ ン(D,第7回 「1イくア ソ ド μ ロ ジ ー 学 会 で 発 表 し た.
文
献
1)MoritaZandChangMC:Maintenanceof themotilityofratepididymalspermatozoa inthepresenceofmaleaccessorysecretions. JReprodFertil24;247-254,1971 2)AshizawaKandOkauchiK:Stimulation ofspermmotilityandoxygenconsumption offowlspermatozoabyalowmolecular weightfractionofseminalplasma.JReprod I'ertil71:593-598,1984 3)LindholmerCH:Theimportanceofsemi-nalplasmaforhumanspermmotility.Biol Reprod10:533-542,1974 4)前 原 郁 夫,佐 藤 滋 彰,佐 藤 和 宏,折 笠 精 一:分 割 射 精 に よ り 採 取 し た 精 漿 の 精 子 運 動 性 に 対 す る 作 用 に つ い て.日 本 ア ン ドRRジ ー 学 会 第7回 学 術 大 会 講 演 抄 録 集=115-116,1988 5)BaasJW,MolanPCandShannonP:Fac-torsinseminalplasmaofbullsthataffect theviabilityandmotilityofspermatozoa.J ReprodFertil68;275-280,1983 6)LindholmerCH:Survivalofhumansper- matozoaindifferentfractionsofsplitejac-ulate.FcrtilSteril24:521-526,1973 7)DottHM,HarrisonRAPandFosterGCA: Tliemaintenanceofmotilityandthesui・-facepropertiesofepididymalspermatozoa frombull,rabbitandraminhomologous seminalandepididymalplasma.JReprod Fertil55:113-124,1979 8)KanwarIiC,YanagimachiRandLopata A:Effectsofhumanseminalplasmaonfer-tilizingcapacityofhumanspermatozoa. 1'ertilSteril31:321-327,1979 9)星 和 彦,斉 藤 晃=精 子 の 機 能 検 査 法,A-1. ハ ム ス タ ー テ ス ト,体 外 受 精 ・胚 移 植 〈 基 礎 と 臨 床 〉,鈴 木 雅 州 編,PP23-28,金 原 出 版,東 京, 1985 10)LewinLM,ShalevDP,WeissenbergRand SofferY:Carnitineandacylcarnitinesin semenfromazoospermicpatients.Fertil Steril36:214-218,1981 11)浜 野 光 市,菅 原 七 郎=精 子 に 関 す る 実 験.図 説 哺 乳 動 物 の 発 生 工 学 実 験 法,皿.基 本 技 術 篇 〔1〕 精 子,菅 原 七 郎 編,pp60-72,学 会 出 版 セ ン タ ー, 東 京,1986 12)加 藤 征 史 郎,吉 田 重 雄:雄 性 生 殖 道 液 と 精 子 の 成 熟 ホ ル モ ン と 臨 床34増 刊 号3126-135,1986 13)矢 野 哲,提 治,佐 藤 和 雄,水 野 正 彦=精 子 の エ ネ ル ギ ー 代 謝.ホ ル モ ン と 臨 床34増 刊 号= 141-149,1986 14)MohriHandYanagimachiR:Characteris一1972 泌 尿 紀 要34巻11号1988年
