Ученые раскрыли, как самки хранят сперму десятилетиями
Ученые обнаружили, что самки самых разных видов — от птиц и рептилий до насекомых — используют эффективный механизм для продления жизни сперматозоидов, позволяя хранить их в своем теле недели, месяцы и даже годы.
Они выяснили, что самки добиваются этого, снижая метаболическую активность сперматозоидов, что позволяет им выживать практически неограниченно долго.
В одном из крайних примеров биологи показали, что матки муравьев оплодотворяют яйца спермой, которую хранили до 30 лет. Обычно, вне тела самца, сперматозоиды живут недолго.
Эти открытия могут объяснить, почему в репродуктивной медицине анализ образцов спермы не всегда точно предсказывает способность к зачатию.
«Тесты на бесплодие по сперме печально известны своей ненадежностью, и это может быть одной из причин», — говорит доктор Клаус Рейнхардт из Университета Шеффилда, руководитель исследования, опубликованного в Proceedings of the Royal Society B.
Похоже, самки снижают метаболизм сперматозоидов и предотвращают выработку ими чрезмерного количества высокоактивных повреждающих молекул кислорода — так называемых свободных радикалов. Замедленный метаболизм, в свою очередь, означает, что сперматозоиды стареют гораздо медленнее обычного.
Пока Рейнхардт и его коллеги не знают, как именно самкам это удается.
«Все клетки производят эти молекулы, но сперматозоиды, вероятно, из-за очень быстрого метаболизма, производят их больше. Более того, считается, что активные формы кислорода ускоряют старение всех клеток. Следовательно, избавление от свободных радикалов может продлить жизнь сперматозоидов», — поясняет Рейнхардт.
Идея о вкладе свободных радикалов в старение не нова. Диетологи давно продвигают идею употребления фруктов и овощей, поскольку доказательства указывают, что они содержат антиоксиданты, нейтрализующие свободные радикалы.
Хотя некоторые предполагали, что самки предотвращают выработку свободных радикалов сперматозоидами, снижая их метаболизм, до сих пор это никто не доказал.
«Самки могут манипулировать сперматозоидами таким образом, что те изначально производят гораздо меньше радикалов», — объясняет Рейнхардт.
Рейнхардт и его коллега Анн-Сесиль Рибу из Университета Перпиньяна (Франция) решили использовать метод из области исследований рака.
Они применили технику измерения времени флуоресценции для анализа спермы, взятой из репродуктивных трактов самок сверчков. Этот метод позволил одновременно отслеживать и метаболическую активность сперматозоидов, и количество производимых ими окислительных свободных радикалов.
Они обнаружили, что метаболическая активность сперматозоидов, хранившихся в теле самки средиземноморского полевого сверчка от часа до 26 дней, снижалась на 37% по сравнению с нехранившейся спермой. Это коррелировало с выводом, что низкая метаболическая активность соответствует низкой выработке свободных радикалов.
Но они также обнаружили, что в сперматозоидах, взятых у самца, процессы совершенно иные: сперматозоиды с более быстрым метаболизмом не обязательно производят больше активных форм кислорода.
«Таким образом, в данном случае общепринятый в исследованиях старения взгляд, что более высокий метаболизм равен более быстрому старению, не работает», — говорит Рейнхардт.
Еще одна вещь, которую заметила команда: метаболическая активность нехранившейся спермы не предсказывает ее активность после хранения в теле самки.
«Это одна из причин, почему прогнозы фертильности могут работать не очень хорошо. Одна из причин, по которой самки не позволяют сперматозоидам продолжать работать на полную мощность внутри своих репродуктивных трактов, вероятно, в том, что им дешевле отключить сперматозоиды, чем поддерживать их энергетические потребности».
«Это то, что мы хотели бы исследовать в будущем», — говорит Рейнхардт.