牦牛睾丸高原适应性形态学研究

哺乳动物的精子发生建立在一个特殊的生态微环境中。近年来，国内外学者分别很多动物的睾丸做了详细的形态学研究，但对高海拔动物睾丸的系统性形态学研究却很少；我们的前期研究表明高原藏羊睾丸有显著的高海拔低氧适应性形态特征，并且对高原牦牛睾丸细胞外基质（ECM）生物学特性进行了初步研究，结果表明牦牛（ECM）具有独特的高原适应性特征。高原牦牛在漫长的进化过程中，形态、生理、行为和遗传的适应性改变构成了它们一系列独特的生理特征，本课题组对牦牛脏器的高寒低氧适应性方面已经进行了大量的研究，本项目拟通过形态学研究手段揭示不同发育阶段牦牛睾丸微循环、免疫微环境、神经分布在宏观、微观以及亚微观水平的结构特点；其次通过对免疫因子及神经肽的组织定位及变化分析其在精子发生中的调控机制，以期从形态学角度阐明牦牛睾丸的高原适应性结构，为高原生殖生理学研究提供依据，具有重要的理论价值及实际意义。

高原环境因素对牦牛生殖系统产生特殊影响，牦牛睾丸微循、免疫微环境及睾丸神经三者的协调作用不容忽视。本项目组通过形态学研究手段对18个年龄段2000多份睾丸样本进行微循环构筑，免疫微环境分析及神经调控研究，揭示了免疫与神经调控等40余种因子增龄性及季节性变化与繁殖机能的关系。结果表明：1牦牛睾丸动脉在精索内高度卷曲，存在单侧双睾丸动脉的现象，精索部蔓状静脉丛形成三层血管网结构，蔓状静脉管壁上存在成对瓣膜，静脉分支形成的小静脉与小动脉之间形成广泛吻合支。睾丸动脉主干在睾丸表面形成四级分支在白膜的表面迂曲绕行，不断向实质部分发出垂直的向心动脉经纵隔处后形成离心动脉。向心或离心动脉发出管间毛细血管相互交通形成绳梯形管周毛细血管围绕在生精小管之外，在生精小管周围毛细血管间存在不同程度的吻合。2牦牛睾丸免疫微环境高原适应性结构特征明显，相比于同年龄段平原黄牛，血睾屏障的被动防御结构发育较晚，免疫相关因子主要通过Sertoli细胞及管周肌样细胞、Leydig细胞调节多种相关蛋白分泌，促进睾丸免疫豁免功能调控。3牦牛睾丸受肽能神经、胆碱能神经及去甲肾上腺素能神经支配，青年牦牛睾丸头、体、尾各部分神经分布差异明显，神经递质随年龄及繁殖季节差异显著，不同海拔黄牛睾丸神经分布密度具有一定的差异。本项目首次研究表明1.高原牦牛睾丸蔓状静脉瓣膜可有效降低高原低氧环境中睾丸的静脉压，维持牦牛睾丸精索动静脉系统之间正常的血压梯度，有效防止生精小管局部组织缺氧。睾丸精索部及实质广泛存在微血管动静脉吻合有利于局部组织睾丸酮浓度维持，对精子发生非常重要；2.牦牛犊牛虽然睾丸免疫屏障发育较晚，但是细胞外质特化(ES)结构发育完善，是幼龄牦牛生殖机能对高寒低氧环境良好的适应性特点；不同繁殖期及不同发育阶段牦牛睾丸免疫因子分布变化主要与血管调控因子密切相关。3.肽能神经在青年牦牛睾丸体分布占优势，胆碱能神经及去甲肾上腺素能神经相关递质分布随年龄及季节对Leydig细胞影响尤为明显。本项目对于牦牛睾丸微循环及其调节因子与年龄及繁殖季节变化的研究为其生殖生理研究提供新思路。