A megtermékenyítéshez vezető út a spermiumok számára egy valóságos energiaverseny. A sejtek előtte alacsony fordulatszámon működnek, majd hirtelen maximális teljesítményre kapcsolnak. A Michigan State University kutatói most feltárták, mi indítja be ezt a látványos átalakulást, ezzel új fejezet nyílhat a férfi fogamzásgátlásban vagy a mesterséges megtermékenyítésben – írja az Origo.

A kutatók szerint a spermiumok anyagcseréje rendkívül speciális: „Egyetlen céljuk van – elegendő energiát termelni a petesejt eléréséhez és megtermékenyítéséhez” – mondta Melanie Balbach, a kutatás vezetője.

Az ejakulációt megelőzően a spermiumok alacsony energiaszinten „várakoznak”. Amint azonban bekerülnek a női ivarszervbe, drámai átalakuláson mennek keresztül: gyorsabban úsznak, és külső membránjuk is módosul, hogy kapcsolatba tudjanak lépni a petesejttel. Ám ez az átalakulás gyorsan igényel jelentős energianövekedést.

A kutatócsoport azt vizsgálta, miként használják fel a spermiumok a környezetükből felvett glükózt, vagyis szőlőcukrot. Egy speciális módszerrel nyomon követték a cukor útját a sejten belül, és összehasonlították az inaktív és az aktivált spermiumokat.

A vizsgálatok kimutatták, hogy egy aldoláz nevű enzim kulcsszerepet játszik a glükóz energiává alakításában. Emellett más enzimek afféle „forgalomirányítóként” szabályozzák, merre haladjon a cukor a sejten belüli anyagcsere-útvonalakon, és mennyire hatékonyan termelődjön energia.

A spermiumok ráadásul nemcsak a külső cukorforrásokra támaszkodnak: belső energiatartalékaikat is mozgósítják, amikor megkezdik útjukat.

A felfedezés túlmutat az alapkutatáson. Korábbi vizsgálatokban – még a Weill Cornell Medicine intézményében – Balbach és kollégái kimutatták, hogy egy kulcsfontosságú spermiumenzim blokkolása egerekben átmeneti meddőséget okozott. Ez már akkor felvetette a nem hormonális férfi fogamzásgátlás lehetőségét. A jelenlegi eredmények tovább erősítik ezt az irányt.

Az új megközelítés a spermium működését célozná: ha sikerülne biztonságosan gátolni az energiaellátásban részt vevő egyik „forgalomirányító” enzimet, ideiglenesen kikapcsolhatóvá válhatna a spermiumok mozgékonysága – hormonok alkalmazása nélkül.

A meddőség világszerte nagyjából minden hatodik embert érint. A spermiumok anyagcseréjének pontosabb megértése új diagnosztikai eszközök tervezését és hatékonyabb eljárások fejlesztését tehetik lehetővé a mesterséges megtermékenyítés területén. A kutatók következő célja annak vizsgálata, hogy az eredmények miként alkalmazhatók más fajokra – köztük az emberi spermiumokra is. A most azonosított molekuláris „kapcsoló” tehát kettős jelentőséggel bír: egyszerre segíthet a fogantatásban és a fogamzásgátlásban.