Як сперма потрапляє до місця призначення Де тут яйцеклітина? Знання - Tagesspiegel Mobil
Для сперми це важко: шлях до яйцеклітини повний перешкод. Це диво, що раз у раз вдається. Про перші кроки, які будуть робити чоловіки та жінки, щоб стати батьком та матір’ю в майбутньому.
Це непривітний прийом, якому не можна довіряти закоханих. Кисле середовище, як лимонний сік, вітає від 100 до 600 мільйонів сперми, як тільки вони відкладаються в жіночих статевих шляхах і залишають багатьох у замороженому стані. Іншим доводиться боротися з атаками жіночої імунної системи, яка накидається на незнайомців. Клітинки оборони мчать до еякуляту і покінчують життя самогубством, щоб звільнити генетичні нитки та захисні молекули, за допомогою яких сперма фіксується і вбивається, як у павутині.
Сперма має стратегії виживання
Враховуючи фронтальну атаку на жіноче тіло, навряд чи будь-яка сперма досягла б місця призначення - якби у них не було власних стратегій виживання в рукавах. Ферменти в еякуляті розрізають павутину з ниток ДНК, щоб вони могли повернутися до яйцеклітини, як пуголовка, рухаючи хвостом. Вони озброюються проти захисних токсинів імунної системи солодкими антидотами на поверхні клітин - довголанцюговими молекулами цукру.
Але яка взагалі боротьба між чоловіком і жінкою, майбутньою матір’ю та майбутнім батьком на молекулярному рівні, коли макроскопічно все починається так любовно і ніжно? Дослідники не знають про це багато, тим більше, що процес важко відтворити в лабораторії. Але поступово вони дізнаються про це все більше і більше.
Бактерії слідом
Розгадка загадки, мабуть, полягає в тому, що сперма рідко приходить сама, але за нею є сотні бактерій. "Ми припускаємо, що жіноча імунна система реагує настільки агресивно, щоб позбутися цих мікробів, оскільки вони можуть викликати запалення, що ускладнює зачаття", - пояснює Себастьян Галуска, біохімік з Гіссенського університету.
Спермі все одно. Треба йти далі. Час збігає. Десь у лівій або правій матковій трубі яйцеклітина чекає і повільно ковзає, мікрометр за мікрометром, до скупчення сперми. Марафон попереду статевих клітин чоловічої статі: вони мають довжину лише кілька тисячних міліметра, близько 60 мікрометрів, і їм все одно доведеться пропливати двадцять сантиметрів протягом наступних кількох годин і днів. Для людини це відповідало б відстані 5,8 кілометра.
Кращі мікроскопи показують більше деталей
Але деякі сперми не надто далеко заходять. У них є перелом або хвіст, вклеєний у локон. "Вони ніколи не встигнуть", - каже токсиколог і патологоанатом Клаус Вебер з лабораторії "Анапат" в Обербухсітені. «Ті, хто має кільцеві хвости, завжди плавають кругами. Тому їх ще називають циркуляторами ». У грудні Вебер представив нову техніку спостереження за спермою: він може збільшити статеві клітини більш ніж у 17 000 разів під лазерним скануючим мікроскопом. До цього часу фахівці з репродуктивної медицини розглядали їх із збільшенням максимум 1000 разів. Вебер виявив абсолютно нові аномалії: Наприклад, дві сперматозоїди, приклеєні до голови, які через їх погану роздільну здатність раніше неправильно трактувались як двохвості сперматозоїди. "Вони не потрапляють в яйце", - каже Вебер. Він сподівається, що його методика покращить попередній, часто неправильний аналіз сперми. Сам Вебер, як і багато інших чоловіків, був заклеймований стерильним, але згодом став батьком двох дітей.
У команді насіння плавають удвічі швидше
Поки що люди любили порівнювати шлях сперми з ралітом. "Вважалося, що всі вони змагаються один з одним і що найшвидший переможе", - говорить Гюнтер Веннемут, керівник Інституту анатомії Університетської лікарні Ессен. “Але картина неправильна.” Сперма вміє плавати в різних техніках плавання і може утворювати пучки з двох, трьох та чотирьох сперматозоїдів. Веннемут з'ясував, що в команді вони плавають удвічі швидше, ніж будь-який самотній боєць. Отже, співпраця замість конкуренції є перевагою, особливо на початку гонки, хоча в підсумку лише одна сперма потрапляє в яйцеклітину. Крім того, сперма не просто плаває по прямій лінії, а натомість обертається спірально навколо своєї поздовжньої осі. Сперма без цього руху просто блукає колами.
Після того, як вони нарешті досягли етапу призначення матки, жіноча допомога стає доступною вперше. Тазове дно ритмічно скорочується під час оргазму і тим самим перекачує сперму через грушоподібний орган - за умови, що час правильний і сперматозоїди є вчасно, інакше їм доведеться подолати відстань самостійно.
Найважливіше питання: вправо чи вліво?
Потім настає перша гілка: заплисти в ліву чи праву маткову трубу? Де знаходиться яйцеклітина? Донині жоден дослідник не знає, куди сперма на цій вилці, ще далека від місця призначення, знає, куди йти. Можливо, все залишається на волю випадку, і одна половина пливе вправо, а друга вліво?
У будь-якому випадку вони повинні подолати найбільшу відстань у фаллопієвій трубі - по пересіченій місцевості. "Це свого роду лабіринтний Гранд-Каньйон з великою кількістю западин", - каже Веннемут. Тут потрібні спеціальні навички плавання. Якби сперма рухалася прямо вперед, вони неминуче підпливали б до стінки маткової труби. Веннемут, однак, зауважив, що сперма прикріплюється до стінки фаллопієвої труби, а потім змінює свій напрямок на пів обороту, перш ніж знову відірватися ударом хвоста. Вони просуваються вгору по каналу шириною два міліметри, використовуючи "зупинись і йди".
Освіжаючий напій для втомлених плавців
Щоб сперма не загубилася в лабіринті, жіночий організм їм знову допомагає. З одного боку, плавці насичуються кальцієм з рідини в жіночих статевих шляхах. Це діє як безалкогольний напій на сперму, завдяки чому вони швидко плавають швидше.
З іншого боку, дрібні волоски на стінці маткової труби, так звані вії, викликають потік рідини проти напрямку руху сперми. Спочатку це звучить абсурдно: стреси також повинні плавати вгору за течією. Але сперма приймає це, оскільки струм служить орієнтиром. Лише незадовго до фінішу, за декілька міліметрів від яйця, в дію, швидше за все, вступить друга навігаційна система. Яйцеклітина із захисною яєчною оболонкою розсилає речовини, що передають ті речовини, які сигналізують про те, скільки сперми залишиться. Хемотаксис, спрямований через атрактанти, називається цим принципом пілотування.
Сперма, що пахне запахом конвалії - міф
У цьому контексті часто використовують запах конвалії. Але це, мабуть, міф, що яйцеклітина приваблює сперму ароматом квітів. Швидше за все, різні аромати хімічних компаній були додані до сперми в лабораторних експериментах і спостерігалося, як вони реагують на запах конвалії. Однак лише у високих дозах, щоб можна було сумніватися у впливі на запліднення.
Безперечно, що яєчна шкаралупа виробляє велику кількість жіночого статевого гормону прогестерону - справжнього допінгу для сперматозоїдів до останнього мікрометра. Він широко відкриває іонні канали в хвості і пропускає багато кальцію. Потім сперма б'є хвости як шалений і мобілізує свої останні сили.
Коктейль з ферментів
Так близько до фінішної лінії, від колись 100 до 600 мільйонів сперми залишилося лише близько десяти. Яєчна клітина оточена яєчною шкаралупою, яка в свою чергу покриває акуратний шар молекул цукру, до якого сперма тепер може стикуватися. Потім вони «плюють» коктейль з ферментів з кишені в головку сперми, які розплавляють шкаралупу навколо яйцеклітини. У той момент, коли перший сперматозоїд потрапляє, він скидає хвіст, а яйцеклітина запечатує док-оболонку в той же момент. Решта сперми вислизають. "Розумно зроблено", говорить Вебер: "Сперма, яка її зробила, - це" Король сперми ".