Nový objev na poli reprodukční biologie – Jaký je skutečný pohyb spermií?
Přestože se poznání na poli reprodukční biologie rychle posouvá, je zde stále plno neznáma, neboť ani tento obor není ještě zdaleka probádán. Je vždy zajímavé, když badatelé přijdou s novým objevem či tvrzením, které nás ve vědění posune zase o krok dále. Nejnovějším objevem v této oblasti je vyvrácení mýtu o způsobu pohybu spermií.
Nový objev v motilitě spermií se podařil vědcům z univerzit v Birminghamu, Oxfordu a z Mexika. Je zajímavé, že tento objev neučinili reprodukční biologové, ale matematici. Vědci z výše uvedených univerzit popsali vzorec, podle kterého se pohybují spermie v ejakulátu. Autoři této studie se domnívají, že by jejich informace mohly v budoucnu pomoci při léčbě neplodnosti.
Výzkum odhalil, že tři století let žijeme v mylných představách o spermiích. Studie matematika Hermana Gadelhy z Bristolské univerzity publikovaná v časopise Science Advances přepisuje dosud uznávaný způsob pohybu spermií. Díky špičkovému vybavení výzkumníci zpochybnili více než 300 let starý popis pohybu, který zaznamenal svým mikroskopem Antoni van Leeuwenhoek (1632–1723), za své mnohočetné objevy považovaný za „otce mikrobiologie“. Pohyb spermie popsal tak, že když má ocásek, s jeho pomocí se pohybuje vlnovitě jako úhoř ve vodě.
Vědci v tomto objevu popsali, že spermie se v ejakulátu pohybují rytmickým koordinovaným způsobem. Jednotlivé pohlavní buňky vykonávají trhavé pohyby nejen dopředu, ale i dozadu a do stran. Tímto způsobem pohybu se tak vytváří určitý proud, který eliminuje možnost vzniku intenzivního tření, které by mohlo spermie na cestě k vajíčku zastavit.
Odborníci tedy konstatovali, že dosud popisovaný pohyb spermií je pouhá optická iluze a opravdový pohyb spermií je ve skutečnosti jiný, a to o dost složitější. Tento výzkum prováděl tým odborníků na nejnovějším typu 3D mikroskopu, kde byly spermie filmovány kamerou snímající až 55 tisíc snímků za vteřinu. Cílem výzkumu bylo zmapovat spermie ve všech třech rozměrech. Vědci přitom měli k dispozici zařízení pohybující vzorkem semene nahoru a dolů, díky čemuž získali trojrozměrné záběry. Z jejich závěrů vyplývá, že spermie provádějí složitou sérii trojrozměrných točivých pohybů. V klasickém 2D mikroskopu to vypadá jako by spermie švihaly bičíkem.
Gadelha ve svém výzkumu zjistil, že si spermie našly způsob, jak se otáčet okolo své osy. Jejich pohyb tedy ve skutečnosti vypadá podobně jako pohyb hravých vyder ve vodě, ačkoli na první pohled se může zdát, jak již konstatoval Leeuwenhoek, že se pohybují jako úhoři. Zjednodušeně by se dalo říct, že se hlavička spermie natáčí ve směru plavání podle toho, jak se bičík otáčí. Bičík provádí rychlou sérii asymetrických pohybů v jednom směru, zatímco hlavička spermie rotační moment vyrovnává, takže se spermie může pohybovat kupředu.
Autoři této studie pevně věří, že jejich objev najde využití při léčbě neplodnosti, pro kterou je důležité vědět, jak přesně se spermie pohybují. V závěru své práce podotkli, že pokud přesně nerozumíme tomu, jak tento proces funguje, těžko doufat, že vyřešíme všechny závažnější související problémy, včetně neplodnosti.
Reprodukční biologové a lékaři v centrech asistované reprodukce nemusí vidět přínos tohoto objevu tak optimisticky. Tento objev je zajímavý a důležitý z hlediska upřesnění teorie, nicméně v reprodukčních centrech zajímá embryology hlavně to, jak nejlépe pomoci spermiím s nedostatečnou motilitou, aby se jejich pohyb zrychlil. Bohužel k dosažení tohoto cíle objev nenapomohl. Skepticismus v tomto ohledu ale není na místě. Moderní reprodukční medicína už umí mužům s těmito problémy pomoci. Spermie lze získat i od mužů, kteří je v ejakulátu nemají, nebo je mají velmi pomalé. V takových případech se spermie odebírají chirurgicky z nadvarlete pacienta.
Nevíme, co nám v budoucnosti další bádání v rámci výše popsaného objevu přinese. Možná zjistíme, že tento objev znamená velkým průlom i pro oblast léčby neplodnosti.
Zdroj:
Gadêlha, H., Hernández-Herrera, P., Montoya, F., Darszon, A., Corkidi, G. (2020). Human sperm uses asymmetric and anisotropic flagellar controls to regulate swimming symmetry and cell steering. Science Advances, 6(31), eaba5168.
