Как Сперматозоидите Стават Хиперактивни

Сперматозоидите са оживен куп, за да започнат, но те стават още по-развълнувани, когато влязат нула в яйце. Те плуват по-бързо и движенията на опашката им стават по-силни и хаотични.

Сега учените свързват това поведение, наречено "хиперактивност", със селективни протеинови канали в опашката на спермата.

Резултатите са подробно описани в броя на списанието от 9 февруари природа.

Пробивам през

Хиперактивността на сперматозоидите е необходима за пробиване на две физически бариери, които предпазват яйцеклетката от оплождането.

Настоящото проучване свързва две ключови констатации, направени през последните години за хиперактивността на сперматозоидите. Първото беше, че опашката на сперматозоидите е осеяна със селективни канали, направени от протеин, наречен CatSper1, който позволява да се пропускат само калциеви йони. Учените също знаеха, че хиперактивността е свързана с внезапни притоци на калций в опашките.

Опашката на сперматозоидите се нарича фланела и се върти като лодка на витлото, за да придвижва спермата напред.

Използвайки клетъчна техника на запис, наречена кръпка затягане, изследователите установили окончателно, че отварянето на CatSper1 е отговорно за притока на калций в спермата. Приливът на калций причинява опашката на спермата да се върти по-бързо и неравномерно и спермата се задвижва през вискозната й среда по-силно.

В експерименти с мишки изследователите показаха, че спермата, лишена от CatSper1, не може да постигне хиперактивното състояние, от което се нуждаят за оплождане на яйцеклетки.

Щурмува крепостта

Първата бариера пред сперматозоидите се състои от така наречените кумуларни клетки, които обхващат яйцеклетката като верижна поща.

Втората бариера е мембрана, наречена zona pellucida. Един от протеините, които изграждат zona pellucida, се свързва с партньорска молекула върху спермата. Този механизъм за заключване и ключ е специфичен за видовете и не позволява спермата и яйцеклетката от различни видове да се съберат.

След като спермата достигне яйцевидна зона pellucida, тя може частично да разтвори мембраната със специални ензими. Но ензимите не са достатъчни за спермата да се пробие напълно и да се слее с яйцеклетката.

"Ако сперматозоидите не бъдат хиперактивирани по времето, когато стигнат до zona pellucida, те няма да могат да се пробият", казва членът на екипа на изследването Юрий Киричок от Медицинския университет в Харвард. "Те се нуждаят както от ензими, така и от хиперактивност."

Знаейки всичко това предполага, че протеините са добри мишени за контрацепция.

"Знаем, че дефектите на CatSper1 блокират оплождането при мишки", казва ръководителят на изследването Дейвид Е. Клафам от Медицинския институт Хауърд Хюз. "И тъй като каналите в човешката сперма са много сходни, няма причина да вярваме, че не бихте могли да разработите противозачатъчно мъжко или женско хапче, което да блокира протеина, преди да функционира за хиперактивиране на сперматозоидите, предотвратявайки оплождането."

• Сперматозоидите плуват в кръгове
• Стволовите клетки в лабораторията правят сперма
• Умения за оцеляване: Защо сексът е добър
• Учените планират да изработят ембриона от две жени
• Сперматозоидите се превръщат в яйца