Ako sa spermie dostanú na miesto určenia Kde je vajíčka? Znalosti - Tagesspiegel Mobil
Je to pre spermie ťažké: Cesta do vaječných buniek je plná prekážok. Je zázrak, že každú chvíľu sa to človeku podarí. O prvých krokoch, ktoré muži a ženy podniknú, aby sa v budúcnosti stali otcami a matkami.
Je to nepriateľské prijatie, ktorému by človek neveril milencom. Prostredie kyslé ako citrónová šťava privíta 100 až 600 miliónov spermií, akonáhle sa uložia v ženskom pohlavnom trakte, a mnohé zanechajú zmrazené. Ostatní musia bojovať proti útokom ženského imunitného systému, ktorý sa vrhá na cudzincov. Obranné bunky sa ponáhľajú k ejakulátu a spáchajú samovraždu, aby uvoľnili genetické vlákna a obranné molekuly, pomocou ktorých sú spermiové bunky fixované a zabíjané ako v pavučine.
Spermie majú stratégie prežitia
Vzhľadom na čelný útok na ženské telo by sa ťažko spermie dostali na miesto určenia - keby nemali v rukávoch svoje vlastné stratégie prežitia. Enzýmy v ejakuláte prerezali pavučinu vyrobenú z vlákien DNA, aby sa pohybom chvosta mohli dostať späť do vajíčkovej bunky ako pulz. Vyzbrojujú sa proti obranným toxínom imunitného systému sladkými antidotami na svojom povrchu buniek - molekulami cukru s dlhým reťazcom.
Aký je však boj medzi mužom a ženou, budúcou matkou a budúcim otcom na molekulárnej úrovni všeobecne, keď sa makroskopicky všetko začína tak láskyplne a nežne? Vedci o tom veľa nevedia, najmä preto, že tento proces je ťažko reprodukovateľný v laboratóriu. Ale postupne sa o tom dozvedajú čoraz viac.
Baktérie v brázde
Riešením hádanky je pravdepodobne to, že spermie zriedka prichádzajú samy, ale majú za sebou stovky baktérií. "Predpokladáme, že ženský imunitný systém reaguje tak agresívne, aby sa zbavil týchto mikróbov, pretože môžu spôsobiť zápal, ktorý sťažuje počatie," vysvetľuje Sebastian Galuska, biochemik na univerzite v Giessene.
Spermie to nezaujíma. Musíte ísť ďalej. Čas beží. Vajcová bunka čaká niekde v ľavom alebo pravom vajíčkovode a pomaly, mikrometrom po mikrometri, sa posúva smerom k zhluku spermií. Pred mužskými zárodočnými bunkami leží maratón: Majú dĺžku iba niekoľko tisícin milimetra, okolo 60 mikrometrov a v priebehu nasledujúcich hodín a dní musia stále plávať dvadsať centimetrov. Pre človeka by to zodpovedalo vzdialenosti 5,8 kilometra.
Lepšie mikroskopy zobrazujú viac podrobností
Niektoré spermie sa však nedostanú veľmi ďaleko. Majú zauzlenie alebo chvost prilepené do zvlnenia. "Nikdy to nestihnú," hovorí toxikológ a patológ Klaus Weber z laboratória "Anapath" v Oberbuchsitene. "Tí, ktorí majú krúžkové chvosty, vždy plávajú v kruhoch." Preto sa im hovorí aj obehové čerpadlá. “V decembri predstavil Weber novú techniku pozorovania spermií: dokáže laserové skenovacie mikroskopy zväčšiť zárodočné bunky viac ako 17 000-krát. Doteraz sa na ne špecialisti na reprodukčnú medicínu pozerali s maximálnym 1 000-násobným zväčšením. Weber objavil úplne nové anomálie: napríklad dve spermie prilepené k hlave, ktoré boli kvôli ich zlému rozlíšeniu nesprávne interpretované ako obojstranné spermie. „Do vajíčka sa nedostanú,“ hovorí Weber. Dúfa, že jeho technika zlepší predchádzajúcu, často nesprávnu, analýzu spermií. Samotný Weber bol rovnako ako mnoho ďalších mužov označený za sterilného, neskôr sa však stal dvojnásobným otcom.
V tíme plávajú semená dvakrát rýchlejšie
Ľudia doteraz radi porovnávali dráhu spermií s rally. „Verilo sa, že všetci súťažia proti sebe a že vyhrávajú tí najrýchlejší,“ hovorí Gunther Wennemuth, vedúci Anatomického ústavu Univerzitnej nemocnice v Essene. "Obrázok však nie je správny." Spermie môžu plávať rôznymi plaveckými technikami a môžu vytvárať zväzky dvoch, troch a štyroch spermií. V tíme plávali dvakrát rýchlejšie ako ktorýkoľvek osamelý bojovník, zistil Wennemuth. Spolupráca namiesto konkurencie je preto výhodou, najmä na začiatku závodu, aj keď do vajíčkovej bunky sa nakoniec dostane iba jedna spermia. Navyše spermie neplávajú iba v priamke, ale naopak sa otáčajú špirálovito okolo svojej pozdĺžnej osi. Spermie bez tohto pohybu sa iba motajú v kruhoch.
Akonáhle konečne dorazia do cieľového štádia maternice, je po prvýkrát k dispozícii ženská pomoc. Panvové dno sa počas orgazmu rytmicky sťahuje a tým pumpuje spermie hore cez orgán v tvare hrušky - za predpokladu, že je načasovanie správne a spermie sú tam včas, inak musia prekonávať vzdialenosť samy.
Dôležitá otázka: doprava alebo doľava?
Potom prichádza prvá vetva: Plávať do ľavého alebo pravého vajcovodu? Kde je vaječná bunka? Dodnes žiadny výskumník nevie, kam spermie na tejto vidlici, stále ďaleko od miesta určenia, vedia, kam majú ísť. Možno je všetko ponechané na náhodu a jedna polovica pláva vpravo a druhá vľavo?
V každom prípade musia prekonať najdlhšiu vzdialenosť vo vajcovode - po nerovnom teréne. "Je to akýsi labyrintový Grand Canyon s mnohými depresiami," hovorí Wennemuth. Tu sú potrebné špeciálne plavecké schopnosti. Keby sa spermie pohybovali priamo vpred, nevyhnutne by plávali o stenu vajíčkovodu. Wennemuth však pozoroval, že spermie sa prichytia o stenu vajíčkovodu a potom o pol otáčky zmenia smer, kým sa úderom chvosta znova odtrhnú. Postupujú až k dvojmilimetrovému prieplavu pomocou funkcie „stop and go“.
Osviežujúci nápoj pre unavených plavcov
Aby sa spermie nestratili v labyrinte, ženské telo im opäť pomáha. Na jednej strane sú plavci presýtení vápnikom z tekutiny v ženskom pohlavnom trakte. Funguje to ako nealkoholický nápoj na spermie, takže pohotovo plávajú rýchlejšie.
Na druhej strane jemné chĺpky na stene vajíčkovodu, takzvané mihalnice, spôsobujú prúdenie tekutiny proti smeru pohybu spermií. To zo začiatku znie absurdne: Vystresovaní musia plávať aj proti prúdu. Ale spermie to akceptujú, pretože prúd slúži ako sprievodca. Iba krátko pred cieľom, niekoľko milimetrov od vajíčka, je pravdepodobne na rade druhý navigačný systém. Vaječná bunka s ochranným vaječným plášťom vysiela látky prenášajúce signál, ktoré signalizujú niekoľkým zostávajúcim spermiam, kam majú ísť. Chemotaxia, riadená cez atraktanty, sa nazýva tento pilotný princíp.
Spermie, ktoré cítia vôňu konvalinky - mýtus
V tejto súvislosti sa často používa vôňa konvalinky. Ale asi je to mýtus, že vaječná bunka priťahuje spermie vôňou kvetov. Naopak, v laboratórnych experimentoch boli do spermií pridané rôzne vône od chemických spoločností, ktoré pozorovali, že reagujú na vôňu konvalinky. Avšak iba vo vysokých dávkach, aby sa dalo pochybovať o účinku na hnojenie.
Isté je, že vaječná škrupina produkuje veľké množstvo ženského pohlavného hormónu progesterónu - skutočného dopingového činidla pre spermie až do posledného mikrometra. Otvára iónové kanály v ich širokom chvoste a prepúšťa veľa vápniku. Spermie potom bili do chvostov ako besné a zmobilizovali svoju poslednú silu.
Koktejl enzýmov
Takže blízko cieľovej čiary je len asi desať zo 100 až 600 miliónov spermií, ktoré tu kedysi zostali. Vajcová bunka je obklopená vaječnou škrupinou, ktorá zase pokrýva úhľadnú vrstvu molekúl cukru, ku ktorej sa teraz môžu spermie uchytiť. Potom „vypľuli“ kokteil enzýmov z vrecka v hlave spermií, ktoré roztavili škrupinu okolo vaječnej bunky. V okamihu, keď vstúpi prvá spermia, odhodí chvost a vajíčková bunka v rovnakom okamihu uzavrie svoju dokovaciu obálku. Zvyšné spermie vykĺzli. „Chytro hotové“, hovorí Weber: Jediné spermie, ktoré ju vytvorili, je potom „kráľ spermií“.