广东人类精子库专家谈渗透压升高对配子和胚胎的影响

(1)渗透压升高可导致胚胎发育停滞

“2细胞停滞”现象是指受精卵在体外分裂达到2细胞阶段后无法继续发育。类似的现象、包括牛胚胎在8细胞期发育停滞，人类胚胎在4到8细胞期发育停滞。早期的研究发现，某些特定类型的小鼠，如亲系或远系繁殖的小鼠，其胚胎发育表现出完全或部分2细胞停滞现象。随着KMOS培养液的问世，胚胎发育过程中的细胞停滞现象得到明显改善。KMOS培养液具有低渗透压(250mOsmkg)、低NaCl的特点并且添加了甘氨酸和EDTA。Hadi设计的实验证明了渗透压升高对小鼠细胞停滞现象的影响，当渗透压由250mOsmkg上升至310mOsmykg寸，远系繁殖小鼠胚胎的2细胞停滞发生率明显上升。当渗透压在310mOsmg和330mOsm/维持48小时以上时，可显著降低8细胞的发育速度和囊胚的形成速度。此外，高渗透压环境对于囊胚同样具有负面影响。Xie在囊胚培养液中添加不同浓度的山梨糖醇，从而模拟出一系列具有不同渗透压的培养环境，结果表明高渗透压环境可以促进细胞凋亡，减慢细胞增殖速度以及成囊过程，其作用效果具有浓度依赖性及时间依赖性。

(2)渗透压升高可导致凋亡相关信号通路活化:

为了应对外界渗透压升高，胚胎自身启动了主要依赖MAPK信号通路的调节机制。随渗透压升高，MAPK14/11活化增强，凋亡相关的MAPK8表达增加，水通道蛋白-3，9的mRA表达量升高。水通道蛋白可以介导水和有机小分子的跨膜转运。在囊胚中，渗透压升高引起细胞内SAPK/INK信号通路的表达增高。然而它在胚胎发育早期的表达情况有待进一步研究。

2.渗透压降低对配子和胚胎的影响细胞外渗透压降低会影响细胞质中无机离子的浓度，使酶变性从而影响大分子组装。当细胞外环境(培养液)处于低渗状态时，细胞会膨胀，最终可能溶解或破裂。低渗膨胀证验就是利用了这一原理来检测精子膜完整性、评估精子存活率。精子在低渗溶液中，必须重新建立细胞内外液体间的平衡，水分子通过精子膜进入精子，使精子尾部发生不同程度的膨胀。若细胞膜无损伤，在低渗溶液中，整个清子尾部会发生肿胀;如果精子尾膜损伤或不完整，仅局部肿胀或不肿胀。