Sperma zwemt niet zoals we dachten dat ze deden, vindt nieuwe studie

Onder een microscoop lijkt menselijk sperma te zwemmen als kronkelende palingen, terwijl staarten heen en weer draaien terwijl ze een eitje zoeken om te bevruchten. 

Maar nu laten nieuwe 3D-microscopie en snelle video zien dat sperma helemaal niet in deze eenvoudige, symmetrische beweging zwemt. In plaats daarvan bewegen ze met een rollende draai die compenseert voor het feit dat hun staarten eigenlijk maar naar één kant slaan. 

"Het is bijna alsof je een zwemmer bent, maar je kunt je been maar naar één kant wiebelen", zei studie auteur Hermes Gadêlha, een wiskundige aan de Universiteit van Bristol in het VK. "Als je dit in een zwembad deed en je als je dit maar aan één kant deed, zwom je altijd in cirkels.… De natuur in zijn wijsheid kwam [naar boven] met een zeer complexe, ingenieuze manier om verder te gaan. ' 

Verwant: Sexy zwemmers: 7 feiten over sperma

Vreemde zwemmers

De eerste persoon die menselijk sperma van dichtbij observeerde, was Antonie van Leeuwenhoek, een Nederlandse wetenschapper die bekend staat als de vader van de microbiologie. In 1677 richtte Van Leeuwenhoek zijn nieuw ontwikkelde microscoop op zijn eigen sperma, omdat hij voor het eerst zag dat de vloeistof gevuld was met kleine, wiebelende cellen. 

Onder een 2D-microscoop was het duidelijk dat het sperma werd voortgestuwd door staarten, die heen en weer leken te wiebelen terwijl de spermakop roteerde. Voor de volgende 343 jaar was dit het begrip van hoe menselijk sperma zich bewoog. 

"[M] alle wetenschappers hebben gepostuleerd dat er waarschijnlijk een zeer belangrijk 3D-element is voor hoe de staart van het sperma beweegt, maar tot op heden hebben we niet de technologie om dergelijke metingen betrouwbaar uit te voeren," zei Allan Pacey, een professor in andrologie. aan de Universiteit van Sheffield in Engeland, die niet bij het onderzoek betrokken was. 

Het nieuwe onderzoek is dus een "belangrijke stap voorwaarts", schreef Pacey in een e-mail aan . 

Gadêlha en zijn collega's van de Universidad Nacional Autónoma de México begonnen met het onderzoek naar "verkenning van de blauwe lucht", zei Gadêlha. Met behulp van microscopietechnieken die beeldvorming in drie dimensies mogelijk maken en een hogesnelheidscamera die 55.000 beelden per seconde kan vastleggen, registreerden ze het zwemmen van menselijk sperma op een microscoopglaasje. 

"Wat we ontdekten was iets volkomen verrassends, omdat het volledig brak met ons geloofssysteem", vertelde Gadêlha . 

Verwant: De 7 grootste mysteries van het menselijk lichaam

De spermastaarten wriemelden niet, zweepachtig, zij aan zij. In plaats daarvan konden ze maar in één richting slaan. Om de voorwaartse beweging uit deze asymmetrische staartbeweging te wringen, roteerde de spermakop met een zenuwachtige beweging op hetzelfde moment dat de staart roteerde. De koprotatie en de staart zijn eigenlijk twee afzonderlijke bewegingen die worden bestuurd door twee verschillende cellulaire mechanismen, zei Gadêlha . Maar wanneer ze worden gecombineerd, is het resultaat zoiets als een draaiende otter of een roterende boor. In de loop van een rotatie van 360 graden, egaliseert de eenzijdige staartbeweging zich, wat bijdraagt ​​aan voorwaartse voortstuwing.

"Het sperma zwemt niet eens, het sperma boort in de vloeistof", zei Gadêlha. 

De onderzoekers publiceerden hun bevindingen vandaag (31 juli) in het tijdschrift Science Advances.

- 7 manieren waarop het maken van baby's kan veranderen

- 51 Zwoele feiten over seks

- 10 dingen die elke vrouw moet weten over het brein van een man

Asymmetrie en vruchtbaarheid

In technische termen wordt de manier waarop het sperma beweegt precessie genoemd, wat betekent dat het rond een as draait, maar die rotatieas verandert. De planeten doen dit tijdens hun roterende reizen rond de zon, maar een bekender voorbeeld zou een tol kunnen zijn, die wiebelt en danst over de vloer terwijl deze op zijn punt draait.. 

"Het is belangrijk op te merken dat het sperma tijdens hun reis naar het ei door een veel complexere omgeving zal zwemmen dan de druppel vloeistof waarin ze werden waargenomen voor deze studie," zei Pacey. `` In het lichaam van de vrouw zullen ze moeten zwemmen in smalle kanalen van zeer plakkerig vocht in de baarmoederhals, wanden van golvende cellen in de eileiders, en ze zullen ook moeten omgaan met spiersamentrekkingen en vocht dat wordt voortgeduwd (door de zwevende toppen van cellen die cilia worden genoemd) in de tegenovergestelde richting van waar ze heen willen. Als ze echter inderdaad in staat zijn om zich een weg naar voren te boren, kan ik nu veel duidelijker zien hoe het sperma kan omgaan met deze aanval om het ei te bereiken en erin kunnen komen, 'zei Pacey

De beweeglijkheid van het sperma, of het vermogen om te bewegen, is een van de belangrijkste vruchtbaarheidsstatistieken waar artsen naar kijken bij het beoordelen van mannelijke vruchtbaarheid, zei Gadêlha. Het rollen van het hoofd van het sperma wordt momenteel in geen van deze statistieken meegenomen, maar het is mogelijk dat verder onderzoek bepaalde defecten aan het licht brengt die deze rotatie verstoren en dus de beweging van het sperma belemmeren.. 

Vruchtbaarheidsklinieken gebruiken 2D-microscopie en er is meer werk nodig om erachter te komen of 3D-microscopie hun analyse ten goede kan komen, zei Pacey.. 

"Zeker, elke 3D-benadering zou snel, goedkoop en geautomatiseerd moeten zijn om enige klinische waarde te hebben", zei hij. "Maar hoe dan ook, deze paper is zeker een stap in de goede richting."

Oorspronkelijk gepubliceerd in .