تويت
السـائل المنـوي
السائل المنوي Semen مادة لزجة ذات لون أبيض ـ مصفر غالباً، يُفرز من الخصيتينTestes والأعضاء الملحقة في الجهاز التناسلي الذكري للإنسان والحيوان بعد مرحلة البلوغ الجنسي.
ذكرت النطاف في القرآن الكريم منذ أكثر من 1425 عاماً بأنها تمثل بداية الخلق)إنا خلقنا الإنسان من نطفة أمشاج نبتليه فجعلناه سميعاً بصيرا( (الإنسان،2). لكن مكونات السائل المنوي لم تعرف إلا عام 1780 حين أوضح العالم الإيطالي سبالانزاني Spallanzani أن القدرة الإخصابية للسائل المنوي تكمن في جزئه الخلوي وليس المائي.
مكونات السائل المنوي
يتكون السائل المنوي من جزء مائي يسمى البلازما المنوية seminal plasma، وجزء خلوي يتمثل بالنطاف spermatozoa، ويختلف عادة حجم القذفة وتركيز النطاف فيها بحسب الأنواع الحيوانية [ر. التلقيح الاصطناعي].
تحتوي البلازما المنوية على مواد كثيرة مثل الفركتوز وحمض الليمون والإينوسيتول والأرغوثيونين، وهي تتكون في أماكن مختلفة من الأعضاء والمجاري التناسلية الذكرية. فمثلا، تفرز الخصى سوائل غنية بالإينوسيتول والعناصر المعدنية، وهرمونات جنسية مثل التستوسترون testosteroneومشتقاته والقليل من الاستروجين estrogenوالبروجستيرون progesterone. وتضيف قناة البربخ epididymis مواداً مهمة للسائل المنوي مثل الكارنيتين، وحمض السياليك، وغليسريل فوسفوريل كولين. وتُفرز أغلب المفرزات المرافقة للنطاف من الغدد الجنسية الثانوية الموجودة بالأمبورة (الأمبولة)ampullae، وغدة الموثة (البروستاتا) prostate، والحويصلات المنوية seminal vesicles، والغدد البصلية الإحليلية (غدد كوبر)Cowper’s glands، وذلك بتأثيرهرمون التستوسترون.
تتوقف الخصائص الفيزيائية والكيمياوية للسائل المنوي على البلازما المنوية التي تكوّن القسم الأعظم مـن القذفة المنوية، ويكون ضغطهـا الحلولي مساوياً للضغـط الحلولي في الدم (300 ميلي أوزمول)، كما أن درجـة الحموضة pH تكون تقريباً معتدلة.وتتصف البلازما المنوية بغناها بالبروتينات والببتيدات والأحماض الأمينية الحرة والأنزيمات، كما تحتوي على الدهون والأحماض الدهنية والأحماض العضوية والفيتامينات، خاصة مجموعة فيتامينات Bالذوابة في الماء، وبعض الهرمونات. يضاف إلى ذلك كاتيونات الصوديوم والبوتاسيوم والكلسيوم والمغنزيوم، وأيونـات الكلور والفوسفور (غالباً بشكله اللاعضوي) والكربونات والسلفات، والتي تؤدي دوراً كبيراً في توازن الضغط الحلولي osmotic pressure. كما تحوي البلازما المنوية عدداً من العناصر المعدنية الزهيدة الكمية oligo-elements مثل البورون والمنغنيز والنحاس والزنك والحديد، التي تنشط العديد من الأنزيمات الموجودة في البلازما المنوية. وقد وجد أن هذه البلازما تحوي عند الرجل والثور والكبش بعض السكريات الكحولية مثل السوربيتول والأينوسيتول التي تتكون عادة في الحويصلات المنوية، أما الفركتوز الذي يوجد بكميات كبيرة في السائل المنوي (ماعدا الديكة والكلاب والقطط)، فإنه يشتق عادة من غلوكوز الدم.
أما النطفة فهي الخلية التناسلية الذكرية، وهي خلية مركزة ومتخصصة جداً، لا تنمو ولا تنقسم وفقيرة بالسيتوبلاسما، ويقدر حجمها بنحو جزء من عشرين ألف جزء مـن حجم الخلية الأنثوية (البيضة)، ولكنها تماثلها في عدد صبغياتها. ويوجد عادة نوعان من النطاف في الثدييات: نوع يمتلك الصبغي الجنسي Y وهو مسؤول عن تكوين الذكر، والآخر يمتلك الصبغي الجنسيX وهو مسؤول عن تكوين الأنثى [ر. صبغيات الجنس].
يبلغ طول النطفة نحو 50ـ70ميكروناً، وتتألف من رأس وذيل خيطي (الشكل ـ1)، والرأس هو الجزء المهم لاحتوائه المادة الوراثية التي ينقلها الذكر إلى نسله مشفَّرة ضمن الحمض الريبي النووي المنقوص الأكسجين DNA. أما الذيل فهو عضو الحركة ويتكون من أربعة أقسام: العنق، القطعة الوسطى، والقطعة الرئيسية، والقطعة النهائية. وتختلف نطاف الأنواع الحيوانية بشكل رأسها وطول ذيلها. ويراوح الوزن الرطب لنطفة الثور بين 11 إلى 13 × 10-8ميليغرام.
تنتج النطاف في خصى الثور بمعدل 6 آلاف نطفة في الدقيقة. وفي أثناء تكوينها (الشكل ـ2)، تنقسم المنسليات المنوية (أمهات النطاف) spermatogonia عدة انقسامات خلوية جسمية تؤدي إلى تكوين ما يسمى الخلايا المنوية الأولية primary spermatocytes، وتمر هذه الخلايا بانقسامين اختزاليين متتاليين ينتج من أولهما خلايا منوية ثانوية secondary spermatocytes، ومن هذه الأخيرة تتشكل المنويات النهائية أو النطيفات spermatids. وفي مرحلة تمايز النطاف spermiogenesis يطرأ على نواة وسيتوبلاسما النطيفات تغيّرات شكلية، من دون حدوث انقسامات خلوية، وذلك عبر مرور كل نُطيفة بأربعة أطوار مختلفة من التمايز. ومن أهم هذه التغيرات تكثف المادة الصبغية في النواة، وتشكل الذيل والجسيم الطرفي (الأكروسوم acrosome).
اختبارات السائل المنوي
تتأثر صفات السائل المنوي بعوامل كثيرة، وللحكم على جودته وقدرته الإخصابية، فإن مجموعة من الاختبارات تجرى لتقويمه، ومن أهمها: حجم القذفة، تقويم المظهر العام، عدد النطاف وحركتها، نسب النطاف الحية والميتة والشاذة، اختبارات النشاطات الحيوية التي تُعد مقاييس للنشاطات الاستقلابية وتظهر مستويات تركيز النطاف وحركتها وفعاليتها، ومن ثم قدرتها الوظيفية في البحث عن البيضة وإخصابها. ومن هذه المقاييس: معدل استهلاك الأكسجين، معدل تحلل الغلوكوز، معدل التنفس، درجة أكسدة البروفيت، دليل تحليل الفركتوز، اختبار إرجاع أزرق الميتيلين، اختبار إرجاع الريزازورين، والتغيرات في درجة الحموضة.
حفظ السائل المنوي وبنوكه
لما كانت البلازما المنوية لا تفيد في حفظ النطاف مدة طويلة، فلا بد من البحث عن أوساط لحفظها من دون التأثير في المادة الوراثية التي تحملها أو في قدرتها الإخصابية. وقد صُنعت أوساط عدة تفيد في حفظ النطاف مدة طويلة، وفي الوقت ذاته تزيد حجم القذفة المنوية فيمكن تلقيح أعداد كبيرة من الإناث من القذفة الواحدة. ويُشترط أن تحتوي هذه المحاليل على مواد غذائية مثل السكريات مصدراً للطاقة، وعلى مواد واقية تحمي النطاف من الصدمات الحرارية الباردة مثل صفار البيض أو الحليـب، وعلى محلول دارئ (أو واقٍ) buffer solution يحافظ على درجة حموضة الوسطpH ضمن حدود معينة، وأن تحتوي أيضاً على مضادات حيوية تمنع نمو الجراثيم التي قد توجد في السائل المنوي. وتُحضر في ضغط حلولي قدره 300ميللي أوزمول. وقد استخدمت هذه المحاليل لتساعد على حفظ السائل المنوي عدة أيام، مبرداً في درجة حرارة 4 ـ 5ºم.
ومنذ الخمسينات من القرن العشرين، استخدمت مواد ساعدت على تجميدfreezing السائل المنوي ومن ثم حفظه في درجات حرارة منخفضة. فمثلاً استخدم غاز الفحم الثلجي (الثلج الجاف dry ice) لتجميد السائل المنوي في درجة حرارة -76 ْم. ثم استخدم الآزوت السائل liquid nitrogen الذي يعدّ اليوم الطريقة الوحيدة لحفظ السائل المنوي بالتجميد العميق لعشرات السنين في درجة حرارة -196 ْم، ونقله عبر المحيطات ليستخدم في عمليات تبادل المادة الوراثية والإسراع في عمليات التحسين الوراثي.
تتأثر النطاف مورفولوجياً ووظيفياً بدرجات الحرارة المنخفضة، وقد كان لاستعمال الغليسرول glycerol (من قبل العلماء الإنكليز)، أو ما شابهه من موانع التجميد، الأثر الكبير في نجاح عمليات التجميد العميق للسائل المنوي. وتتبع عادة إجراءات محددة ومتسلسلة لتمديد السائل المنوي وحفظه في درجة حرارة الثلاجة (+4ْم)، ثم إضافة الغليسرول وتركه مدة لا تقل عن ساعتين لإجراء عملية التوازن، ومن ثم يعبأ في أمبولات زجاجية أوأنابيب (قشات) لدائنية دقيقة بسعة 0.25 أو 0.50 مل، والقشات هي الأكثر انتشاراً لسهولة تداولها وتجانس عملية التجميد أو الإذابة، وشغلها لأحجام صغيرة جداً في أثناء التخزين.
استعمال السائل المنوي للتلقيح الاصطناعي وتحسين النسل
يعود الفضل في معرفة تقانة التلقيح الاصطناعي إلى العرب، وذلك حينما قام أحد العربان في عام 1322م بتلقيح فرسه مستخدماً قطعة قماش مبللة بسائل منوي كان قد وضعها في مهبل فرس آخر سبق أن لقحها حصان جيد. ولا يقتصر استخدام التلقيح الاصطناعي على الحيوانات الزراعية الكبيرة، بل يشمل أيضاً الدواجن والنحل والكثير من الحيوانات المائية والمخبرية.
تطور التلقيح الاصطناعي وصار علماً مهماً، وخصوصاً بعد التوصل إلى معرفة أفضل طرائق حفظ السائل المنوي وتعبئته وتخزينه، ومن ثم إمكانية نقل السائل المنوي المجمد المأخوذ من الذكور المتميزة والمختبرة وراثياً لاستخدامه في عمليات التحسين الوراثي، لاسيما وأنه يمكن تلقيح عدة آلاف من الإناث في العام الواحد، كما ساعد ذلك على تقصير المدة اللازمة لاختبار الذكور المحسَّنة لسرعة وسهولة إجراء ذلك في عدة قطعان تعيش تحت ظروف مختلفة.
سليمان سلهب
السائل المنوي Semen مادة لزجة ذات لون أبيض ـ مصفر غالباً، يُفرز من الخصيتينTestes والأعضاء الملحقة في الجهاز التناسلي الذكري للإنسان والحيوان بعد مرحلة البلوغ الجنسي.
ذكرت النطاف في القرآن الكريم منذ أكثر من 1425 عاماً بأنها تمثل بداية الخلق)إنا خلقنا الإنسان من نطفة أمشاج نبتليه فجعلناه سميعاً بصيرا( (الإنسان،2). لكن مكونات السائل المنوي لم تعرف إلا عام 1780 حين أوضح العالم الإيطالي سبالانزاني Spallanzani أن القدرة الإخصابية للسائل المنوي تكمن في جزئه الخلوي وليس المائي.
مكونات السائل المنوي
يتكون السائل المنوي من جزء مائي يسمى البلازما المنوية seminal plasma، وجزء خلوي يتمثل بالنطاف spermatozoa، ويختلف عادة حجم القذفة وتركيز النطاف فيها بحسب الأنواع الحيوانية [ر. التلقيح الاصطناعي].
تحتوي البلازما المنوية على مواد كثيرة مثل الفركتوز وحمض الليمون والإينوسيتول والأرغوثيونين، وهي تتكون في أماكن مختلفة من الأعضاء والمجاري التناسلية الذكرية. فمثلا، تفرز الخصى سوائل غنية بالإينوسيتول والعناصر المعدنية، وهرمونات جنسية مثل التستوسترون testosteroneومشتقاته والقليل من الاستروجين estrogenوالبروجستيرون progesterone. وتضيف قناة البربخ epididymis مواداً مهمة للسائل المنوي مثل الكارنيتين، وحمض السياليك، وغليسريل فوسفوريل كولين. وتُفرز أغلب المفرزات المرافقة للنطاف من الغدد الجنسية الثانوية الموجودة بالأمبورة (الأمبولة)ampullae، وغدة الموثة (البروستاتا) prostate، والحويصلات المنوية seminal vesicles، والغدد البصلية الإحليلية (غدد كوبر)Cowper’s glands، وذلك بتأثيرهرمون التستوسترون.
تتوقف الخصائص الفيزيائية والكيمياوية للسائل المنوي على البلازما المنوية التي تكوّن القسم الأعظم مـن القذفة المنوية، ويكون ضغطهـا الحلولي مساوياً للضغـط الحلولي في الدم (300 ميلي أوزمول)، كما أن درجـة الحموضة pH تكون تقريباً معتدلة.وتتصف البلازما المنوية بغناها بالبروتينات والببتيدات والأحماض الأمينية الحرة والأنزيمات، كما تحتوي على الدهون والأحماض الدهنية والأحماض العضوية والفيتامينات، خاصة مجموعة فيتامينات Bالذوابة في الماء، وبعض الهرمونات. يضاف إلى ذلك كاتيونات الصوديوم والبوتاسيوم والكلسيوم والمغنزيوم، وأيونـات الكلور والفوسفور (غالباً بشكله اللاعضوي) والكربونات والسلفات، والتي تؤدي دوراً كبيراً في توازن الضغط الحلولي osmotic pressure. كما تحوي البلازما المنوية عدداً من العناصر المعدنية الزهيدة الكمية oligo-elements مثل البورون والمنغنيز والنحاس والزنك والحديد، التي تنشط العديد من الأنزيمات الموجودة في البلازما المنوية. وقد وجد أن هذه البلازما تحوي عند الرجل والثور والكبش بعض السكريات الكحولية مثل السوربيتول والأينوسيتول التي تتكون عادة في الحويصلات المنوية، أما الفركتوز الذي يوجد بكميات كبيرة في السائل المنوي (ماعدا الديكة والكلاب والقطط)، فإنه يشتق عادة من غلوكوز الدم.
  |
| الشكل (1) النطفة |
يبلغ طول النطفة نحو 50ـ70ميكروناً، وتتألف من رأس وذيل خيطي (الشكل ـ1)، والرأس هو الجزء المهم لاحتوائه المادة الوراثية التي ينقلها الذكر إلى نسله مشفَّرة ضمن الحمض الريبي النووي المنقوص الأكسجين DNA. أما الذيل فهو عضو الحركة ويتكون من أربعة أقسام: العنق، القطعة الوسطى، والقطعة الرئيسية، والقطعة النهائية. وتختلف نطاف الأنواع الحيوانية بشكل رأسها وطول ذيلها. ويراوح الوزن الرطب لنطفة الثور بين 11 إلى 13 × 10-8ميليغرام.
تنتج النطاف في خصى الثور بمعدل 6 آلاف نطفة في الدقيقة. وفي أثناء تكوينها (الشكل ـ2)، تنقسم المنسليات المنوية (أمهات النطاف) spermatogonia عدة انقسامات خلوية جسمية تؤدي إلى تكوين ما يسمى الخلايا المنوية الأولية primary spermatocytes، وتمر هذه الخلايا بانقسامين اختزاليين متتاليين ينتج من أولهما خلايا منوية ثانوية secondary spermatocytes، ومن هذه الأخيرة تتشكل المنويات النهائية أو النطيفات spermatids. وفي مرحلة تمايز النطاف spermiogenesis يطرأ على نواة وسيتوبلاسما النطيفات تغيّرات شكلية، من دون حدوث انقسامات خلوية، وذلك عبر مرور كل نُطيفة بأربعة أطوار مختلفة من التمايز. ومن أهم هذه التغيرات تكثف المادة الصبغية في النواة، وتشكل الذيل والجسيم الطرفي (الأكروسوم acrosome).
اختبارات السائل المنوي
 |
| الشكل (2) مخطط مراحل تكون النطاف وتمايزها |
حفظ السائل المنوي وبنوكه
لما كانت البلازما المنوية لا تفيد في حفظ النطاف مدة طويلة، فلا بد من البحث عن أوساط لحفظها من دون التأثير في المادة الوراثية التي تحملها أو في قدرتها الإخصابية. وقد صُنعت أوساط عدة تفيد في حفظ النطاف مدة طويلة، وفي الوقت ذاته تزيد حجم القذفة المنوية فيمكن تلقيح أعداد كبيرة من الإناث من القذفة الواحدة. ويُشترط أن تحتوي هذه المحاليل على مواد غذائية مثل السكريات مصدراً للطاقة، وعلى مواد واقية تحمي النطاف من الصدمات الحرارية الباردة مثل صفار البيض أو الحليـب، وعلى محلول دارئ (أو واقٍ) buffer solution يحافظ على درجة حموضة الوسطpH ضمن حدود معينة، وأن تحتوي أيضاً على مضادات حيوية تمنع نمو الجراثيم التي قد توجد في السائل المنوي. وتُحضر في ضغط حلولي قدره 300ميللي أوزمول. وقد استخدمت هذه المحاليل لتساعد على حفظ السائل المنوي عدة أيام، مبرداً في درجة حرارة 4 ـ 5ºم.
ومنذ الخمسينات من القرن العشرين، استخدمت مواد ساعدت على تجميدfreezing السائل المنوي ومن ثم حفظه في درجات حرارة منخفضة. فمثلاً استخدم غاز الفحم الثلجي (الثلج الجاف dry ice) لتجميد السائل المنوي في درجة حرارة -76 ْم. ثم استخدم الآزوت السائل liquid nitrogen الذي يعدّ اليوم الطريقة الوحيدة لحفظ السائل المنوي بالتجميد العميق لعشرات السنين في درجة حرارة -196 ْم، ونقله عبر المحيطات ليستخدم في عمليات تبادل المادة الوراثية والإسراع في عمليات التحسين الوراثي.
تتأثر النطاف مورفولوجياً ووظيفياً بدرجات الحرارة المنخفضة، وقد كان لاستعمال الغليسرول glycerol (من قبل العلماء الإنكليز)، أو ما شابهه من موانع التجميد، الأثر الكبير في نجاح عمليات التجميد العميق للسائل المنوي. وتتبع عادة إجراءات محددة ومتسلسلة لتمديد السائل المنوي وحفظه في درجة حرارة الثلاجة (+4ْم)، ثم إضافة الغليسرول وتركه مدة لا تقل عن ساعتين لإجراء عملية التوازن، ومن ثم يعبأ في أمبولات زجاجية أوأنابيب (قشات) لدائنية دقيقة بسعة 0.25 أو 0.50 مل، والقشات هي الأكثر انتشاراً لسهولة تداولها وتجانس عملية التجميد أو الإذابة، وشغلها لأحجام صغيرة جداً في أثناء التخزين.
استعمال السائل المنوي للتلقيح الاصطناعي وتحسين النسل
يعود الفضل في معرفة تقانة التلقيح الاصطناعي إلى العرب، وذلك حينما قام أحد العربان في عام 1322م بتلقيح فرسه مستخدماً قطعة قماش مبللة بسائل منوي كان قد وضعها في مهبل فرس آخر سبق أن لقحها حصان جيد. ولا يقتصر استخدام التلقيح الاصطناعي على الحيوانات الزراعية الكبيرة، بل يشمل أيضاً الدواجن والنحل والكثير من الحيوانات المائية والمخبرية.
تطور التلقيح الاصطناعي وصار علماً مهماً، وخصوصاً بعد التوصل إلى معرفة أفضل طرائق حفظ السائل المنوي وتعبئته وتخزينه، ومن ثم إمكانية نقل السائل المنوي المجمد المأخوذ من الذكور المتميزة والمختبرة وراثياً لاستخدامه في عمليات التحسين الوراثي، لاسيما وأنه يمكن تلقيح عدة آلاف من الإناث في العام الواحد، كما ساعد ذلك على تقصير المدة اللازمة لاختبار الذكور المحسَّنة لسرعة وسهولة إجراء ذلك في عدة قطعان تعيش تحت ظروف مختلفة.
سليمان سلهب