Munarakk aitab spermil kiiremini saba liigutada

Seemnerakud. Foto: SCANPIX

Teadlaste töörühmad avastasid, et munarakk toodab progesterooni, mis kiirendab seemneraku saba liikumist, mõjudes otseselt spermi pinnakattevalkudele. Selle teadmise abil loodetakse luua uudseid mittehormonaalseid rasestumisvastaseid vahendeid ning aidata viljakusprobleemidega mehi.

Spermatosoidi elu pole kerge. Teekond tupest munajuha poole on pikk ning vaevarikas, pärast kohale jõudmist peab seemnerakk tegema väga jõulisi liigutusi, et läbida munarakku kattev tihe kest. Selleks muutuvad sujuvad ujumisliigutused palavikuliseks sabavõbinaks, vahendas Tartu Ülikooli teadusportaal Novaator.

Saba paneb kiiremini liikuma munarakk, mis toodab naissuguhormoon progesterooni. Kuidas täpselt hormoon spermi sabale mõjub, võidi pikka aega vaid oletada. Nüüd teatasid kaks eraldi töötanud biofüüsikute uurimisrühma ajakirjas Nature, et hormoon mõjub otseselt spermi pinnakattevalkudele.

Juba kümmekonna aasta jooksul on sigimisbioloogid kahtlustanud, et hiigelkogused progesterooni, mida munarakk toodab, võivad põhjustada seemneraku saba piitsutavat liikumist, mis lubab spermil munarakku siseneda. Kuna sperm reageerib progesteroonitaseme tõusule väga kiiresti, vaid mõne sekundi jooksul, oli loogiline oletada, et hormoon ei jõua raku sisemusse, vaid seotakse pinnal asuvate valkude külge.

2001. aastal avastati, et viljakusprobleemidega imetajatel on mõnikord muteerunud valk, mis transpordib kaltsiumiioone seemnerakku ja sealt välja. See sai nimeks CatSper – katioonide ehk positiivse laenguga ioonide liikumistee spermis. Spermatosoidid on ka ainus koht, kus sellist valku leida võib.

Edaspidi on korduvalt üritatud leida seost kaltsiumikanali valgu ja progesterooni vahel, kuid see õnnestus alles nüüd, seda suutsid koguni kaks uurimismeeskonda. Abiks oli närvirakkude uurijatelt laenatud nutikas lahendus – spermi sisse asetati tibatilluke elektrood. Selle tehnika abil suudeti näidata, et progesteroon paneb kaltsiumiioonid raku sisse liikuma. Kuna ioonide transpordikanal tekitab töötamisel iseloomuliku elektrisignaali, siis suutsid biofüüsikud tõestada, et just CatSper laseb kaltsiumi raku sisse.

Bonnis töötanud uurimisrühma juht Benjamin Kaupp selgitas, et selle teadmise abil loodetakse selgitada meeste viljatuse probleeme: «Kui on teada, millised molekulid spermi munarakku sisenemisel osalevad, saame uurida, kas need mehhanismid töötavad korralikult.» Praegu ei suudeta pea 40 protsendil juhtudest meeste viljatuse täpset põhjust kindlaks teha.

Teise, California ülikooli juures töötanud uurimisrühma liige Polina Liško pakkus välja, et kaltsiumikanali valgu abil saab luua mittehormonaalse rasestumisvastase vahendi. Selleks on vaja leida molekulid, mis takistaksid progesterooni seondumise CatSperiga ning muudaksid seemneraku sel moel viljastamisvõimetuks.

«Paljud naised ei saa hormonaalseid, peamiselt östrogeenil põhinevaid rasestumisvastaseid vahendeid kõrvalmõjude tõttu kasutada. Meie poolt uuritud ioonkanalid esinevad ainult spermide sabaosas. Seetõttu mõjuks niisugune rasestumisvastane vahend otse spermatosoididele,» sõnas Liško.