Новое исследование бросает вызов более чем трем столетиям теории движения сперматозоидов. Кажется, что человеческие сперматозоиды плавают, как извивающиеся угри под микроскопом, двигая хвостами туда-сюда в поисках яйцеклетки для оплодотворения. Но знаете ли вы, как движутся сперматозоиды?
В течение 350 лет считалось, что сперматозоиды передвигаются, виляя хвостами, как угри. Однако исследования показывают, что они катятся вперед, как волчок.
Плавание внутри человеческого тела
Антони ван Левенгук, голландский ученый, известный как отец микробиологии, был первым, кто наблюдал вблизи человеческую сперму. Ван Левенгук использовал свой недавно разработанный микроскоп для исследования своей спермы в 1677 году, обнаружив, что жидкость впервые была заполнена крошечными извивающимися клетками.
2D-микроскоп показал, что сперматозоиды приводились в движение хвостами, которые извивались из стороны в сторону при вращении головки сперматозоида. Это было пониманием того, как двигалась человеческая сперма в течение следующих 343 лет.
Многие ученые постулировали, что, вероятно, существует очень важный трехмерный элемент того, как движется хвост сперматозоида, но на сегодняшний день у нас нет технологии, позволяющей надежно проводить такие измерения..
Аллан Пейси, профессор андрологии Шеффилдского университета в Англии
По словам Гадельи, Гаделья и его коллеги из Национального автономного университета Мексики начали исследование с «исследования голубого неба». Они запечатлели человеческую сперму, плавающую на предметном стекле микроскопа, используя методы трехмерного изображения и высокоскоростную камеру, способную снимать 55,000 XNUMX кадров в секунду.
То, что мы обнаружили, было чем-то совершенно удивительным, потому что оно полностью противоречило нашей системе убеждений..
Гермес Гаделья, математик из Бристольского университета в Великобритании.
Хвосты сперматозоидов не болтались из стороны в сторону. Вместо этого они могли бить только в одном направлении. Чтобы извлечь движение вперед из этого асимметричного движения хвоста, головка спермия нервно вращалась одновременно с вращением хвоста. По словам Гадельи, вращение головы и хвоста — это два отдельных движения, контролируемых двумя разными клеточными механизмами. Результат напоминает вращающуюся выдру или вращающееся сверло, когда они собираются вместе. Одностороннее движение хвоста выравнивается при вращении на 360 градусов, добавляя движения вперед.
Сперма даже не плавает, сперма сверлится в жидкости.
Гермес Гаделья, математик из Бристольского университета в Великобритании.
(Источник: Живая наука)
Прецессия
Технически движение сперматозоидов называется прецессией, что означает, что они вращаются вокруг оси, но эта ось вращения меняется. Планеты делают это, вращаясь вокруг Солнца, но более знакомым примером является волчок, который качается и танцует по полу, вращаясь на своей вершине.
Важно отметить, что на своем пути к яйцеклетке эти сперматозоиды будут проплывать через гораздо более сложную среду, чем капля жидкости, в которой они наблюдались в этом исследовании. В теле женщины им придется плыть по узким каналам очень липкой жидкости в шейке матки, стенкам волнистых клеток в фаллопиевых трубах, а также приходится справляться с мышечными сокращениями и проталкиванием жидкости (движущимися верхушками клеток, называемыми ресничками) в направлении, противоположном тому, куда они хотят идти. Однако, если они действительно способны пробить себе путь вперед, теперь я вижу с гораздо большей ясностью, как сперматозоиды могут справиться с этим атакующим курсом, чтобы добраться до яйцеклетки и проникнуть внутрь нее..
Аллан Пейси, профессор андрологии Шеффилдского университета в Англии
По словам Гадельи, подвижность сперматозоидов, или способность сперматозоидов двигаться, является одним из важнейших показателей, которые врачи-репродуктологи учитывают при оценке мужской фертильности. Вращение головки сперматозоида в настоящее время не учитывается ни в одной из этих метрик, но дальнейшие исследования могут выявить определенные дефекты, которые нарушают это вращение и, таким образом, препятствуют движению сперматозоидов.
По словам Пейси, клиники по лечению бесплодия используют 2D-микроскопию, и необходимы дополнительные исследования, чтобы определить, может ли 3D-микроскопия помочь их анализу.
Конечно, любой 3D-подход должен быть быстрым, дешевым и автоматизированным, чтобы иметь какую-либо клиническую ценность. Но, несмотря на это, эта статья, безусловно, является шагом в правильном направлении.
Гермес Гаделья, математик из Бристольского университета в США.K
(Источник: Живая наука)