Секретна зброя сперми для досягнення вашої мети

Структура, функція якої була невідома, дозволила б спермій рухатися більше ніж у 20 000 разів більше, ніж їх розмір, у в'язкому середовищі, що дуже ускладнює умови.

Ніколас Гутьєррес С.

Опубліковано 22.03.2019 о 16:18, оновлено 22.03.2019 о 16:18

Уявіть, що вам довелося переплисти Ла-Манш, а море було не з води, а з меду. Це людський еквівалент подвигу, який сперма повинна здійснити, щоб досягти яйцеклітини. Але як їм вдається подолати таке випробування? За допомогою математичних моделей британська команда виявила, що саме завдяки структурі, яка оточує хвіст сперми.

Ці маленькі плавці, менші за діаметр волосся, повинні подорожувати більше 10 сантиметрів, що перевищує їх розмір у 20 000 разів, у дуже в'язкому середовищі. "Цервікальний слиз, речовина, яка захищає матку, є в'язким у порівнянні з водою більш ніж у 100 разів", - сказав дослідник Гермес Гаделла, фахівець з математичної біології з університету Йорка у Великобританії. У своєму останньому дослідженні, опублікованому в березні 2019 року в науковому журналі Journal of the Royal Society Interface, цей дослідник та його команда показали, що саме структура, що огортає хвіст сперми, дозволяє їм протистояти силам, накладеним цією в'язкістю.

Армування конструкції

Сперма утворена головою, яка несе генетичний матеріал батька, та хвостом (званий джгутиком), відповідальним за рух цієї голови. Цей хвіст містить "двигун", аксонему, що дозволяє хвосту рухатися, і він оточений "пасивною" структурою з дуже щільних волокон, яка не має ніякої активності. Тому експерти вважали, що остання не мала специфічної функції, але робота Гермеса Гадели показує, що вона зміцнює хвіст, щоб він не згинався під тиском через в'язкість цервікального слизу. "Без цієї структури джгутик сперми утворював би петлі і не міг просувати голову через шийку матки", - пояснює дослідник.

За їх математичною моделлю сперма, позбавлена цієї структури, дуже добре плавала у воді, але не могла рухатися вперед у більш в'язкому середовищі. Щоб підтвердити цю гіпотезу, дослідники порівняли людську сперму із такою у морських їжаків, у яких відсутня така додаткова структура. У воді сперма самців морських їжаків безперешкодно плавала у напрямку до самок, але в середовищі, що імітує в’язкість цервікального слизу, хвости згиналися і звивалися, а сперма людини плавно просувалася. "Цілком можливо, що зміни в цій структурі можуть бути причиною деяких випадків чоловічого безпліддя", - робить висновок Гермес Гадела.

Неймовірна подорож сперми

Під час еякуляції кількість сперми перевищує 50 мільйонів (у 6 разів більше, ніж населення Нью-Йорка). Після прибуття залишилося лише близько десяти, лише один з яких зможе вступити в контакт з яйцем. Для цього сперма повинна плавати більше 5 годин під вогнем білих кров’яних тілець, що захищають матку та кислотність вагінального секрету. Опинившись перед яйцем, вони повинні перетнути останню перешкоду - купчасту хмару, дуже густу речовину, яка оточує та захищає його. У цей момент головка сперми виділяє кислоту, яка перетравлює цей кумул, щоб остаточно торкнутися ооцита. Мембрани двох гамет зливаються, а їх генетичний матеріал змішується, створюючи зародок.