Matematicienii dezvăluie secretă speranței de înot a spermatozoidului uman
Spermă umană virtuală în analogul mucusului cervical (vizualizare 3D): coada este stabilizată prin învelișul armat (albastru) conform dr. Hermes Gadelha, Universitatea din York.
Cercetătorii au descoperit ce dă sperma umană puterea de a reuși în cursa de a fertiliza oul.
Cercetătorii, de la universitățile din York și Oxford, au descoperit că un strat exterior armat care acoperă cozile de spermă umană îi conferă puterea de a face ritmurile puternice necesare pentru a sparge bariera mucusului cervical.
Numai 15 din cele 55 de milioane de spermatozoizi care se îmbarcă în călătoria trădătoare pentru a fertiliza oul sunt capabili să o facă prin tractul reproductiv unde mucusul cervical, care este de o sută de ori mai gros decât apa, face parte din una dintre cele mai dure provocări selective ale naturii .
Constatările ar putea conduce la mai bune metode de selecție a spermei în clinicile de FIV, cele mai potrivite sperme fiind identificate în condiții care imită natura mai îndeaproape.
3,5 milioane de persoane din Marea Britanie sunt afectate de probleme legate de fertilitate, iar cuplurile care optează pentru FIV cheltuiesc în medie 20 000 de lire sterline.
Dr. Hermes Gadêlha, de la Departamentul de Matematica al Universitatii din York, a declarat: „Înca nu intelegem cum, dar capacitatea spermei de a inota poate fi asociata cu integritatea genetică. Mucusul cervical face parte din proces in corp de sex feminin de a asigura numai cei mai buni înotători fac ouă.
„În timpul procesului de selecție a spermatozoizilor, clinicile IVF nu folosesc în prezent un lichid foarte vâscos pentru a testa cel mai bun spermatozoiziu, deoarece până acum nu a fost clar dacă acest lucru este important. Studiul nostru sugerează că sunt necesare mai multe teste clinice și cercetări pentru a explora impactul acestui element al mediului natural atunci cand se selecteaza sperma pentru tratamentul FIV.
Cozile de spermatozoizi – sau flagelul – sunt incredibil de complexe și măsoară doar lățimea părului în lungime.
Spermă umană virtuală în analogul mucusului cervical (vedere superioară): coada este stabilizată prin învelișul armat (albastru). Credit: Hermes Gadelha, Universitatea din York.
Cercetatorii au folosit modelul spermei virtuale pentru a compara cozile de sperma de la oameni si alte mamifere, care se fertilizeaza în interiorul corpului; cu sperma de la urchinii de mare, care se fertilizeaza în afara corpului prin eliberarea spermei în apa de mare.
În timp ce cozile de urchin de mare și sperma umană au același nucleu interior, studiul sugerează că cozile de spermatozoizi la mamifere ar fi putut dezvolta un strat exterior de armare pentru a le da cantitatea exactă de rezistență și stabilitate suplimentare necesare pentru a depași fluidul gros bariera pe care o întâmpină în fertilizarea internă.
Cercetătorii au folosit modele virtuale pentru a adăuga și elimina caracteristicile flagelui în diferitele specii, astfel incât să-și poata identifica funcția.
Ei au testat capacitatea spermatozoizilor virtuali de mărire virtuală de a înota prin lichid ca vâscos ca mucusul cervical și au descoperit că cozile lor au fost rapid îndoite sub presiune, făcându-le incapabile să se propulseze înainte.
Sperma umană, pe de altă parte, se învârtea în sălbăticie într-un lichid cu vâscozitate scăzută ca apa, dar în lichide mai groase au început să înoate într-un val ritmic puternic.
Dr. Gadêlha, a adaugat: „Folosind sperma virtuală am fost capabili să vedem cum sperma de mamifere este adaptată special pentru a înota prin fluide mai groase. Nu știm care adaptare a venit prima dată, sperma mai puternică sau mucusul cervical sau dacă au co-evoluat – dar nimic din natură nu este întâmplător și exact ceea ce este necesar pentru reproducerea speciilor a fost adăugat datorită presiunii evolutive de-a lungul a milioane de ani „.
Cu nici un sistem nervos central pentru a lua decizii despre cum să se miște și când – ceea ce controlează circulația spermei rămâne un mister științific.
„Știm că, la fel ca și în brațele și picioarele noastre, sperma are mușchii mici care permit ca cozile să se îndoaie – dar nimeni nu știe cum este orchestrat în coadă, la scară nanometrică”, a spus dr. Gadêlha.
„Sperma este o arhitectură a mișcării de auto-organizare se pare că se întâmplă automat, probabil din cauza unei combinații complexe a multor mecanisme în joc”.