Vědci již dlouho vědí, že úroveň aktivity spermií závisí na jejich vnitřním pH. A nyní – po mnoha letech hledání – vědci, kteří o tom informují ve vydání časopisu Cell z 5. února, konečně našli kanál, který těmto malým buňkám umožňuje zbavovat se protonů. Jakmile se dostanou do ženského pohlavního ústrojí, toto uvolnění protonů změní jejich vnitřní prostředí z kyselého na zásadité a zahájí jejich závod k cílové čáře.

Zjištění podle vědců nabízí nový pohled na kritickou událost při lidském oplodnění a může vést k novým způsobům kontroly mužské plodnosti.

„Koncentrace protonů uvnitř buňky je tisíckrát vyšší než venku,“ řekl Yuriy Kirichok z Kalifornské univerzity v San Francisku. „Pokud jen otevřete pór, protony se dostanou ven. My jsme identifikovali molekulu, která je propouští ven.“

Kirichok přirovnává klidné spermatické buňky k balónkům nafouknutým protony místo vzduchu. Pokud ve spermii otevřeme otvor, protony ochotně vytékají ven. Ve skutečnosti je bičík každé spermie pokryt mnoha takzvanými Hv1 protonovými kanály, ukazují. Když jsou kanály aktivovány vnějšími signály, otevřou se stavidla a protony uniknou z mnoha pórů najednou.

Kirichok uvedl, že existuje mnoho podmínek, které otevírají póry Hv1, včetně alkalických podmínek a odstranění zinku mimo buňku. Otevírají se také při působení endokanabinoidu známého jako anandamid, látky, která je přítomna v mužském i ženském pohlavním ústrojí a která může být v blízkosti vajíčka v obzvláště vysokých hladinách.

To vyvolává zajímavou možnost, řekl Kirichok. Endokanabinoidy jsou přírodní lipidy, které ovlivňují činnost neuronů. Jsou tak pojmenovány proto, že působí na stejné receptory jako účinná složka marihuany. Ještě se to musí prokázat, ale tato souvislost by mohla vysvětlovat, proč je marihuana spojována se zhoršenou plodností mužů.

„Marihuana pravděpodobně aktivuje spermie předčasně, takže během několika hodin vyhoří,“ řekl Kirichok.

Možná nejdůležitější je, že nově objevený kanál Hv1 může umožnit nové způsoby, jak modifikovat aktivitu spermií v obou směrech, řekl Kirichok. Mnoho klíčových biochemických reakcí spermie totiž závisí na hladině vnitrobuněčného pH, včetně její počáteční aktivace, hyperaktivace po přiblížení k vejcovodům a akrozomové reakce, při níž se uvolňují enzymy, které pronikají do vajíčka.

„Všechny tyto děje jsou nezbytné pro oplodnění,“ řekl Kirichok. „Můžete si představit, že nyní, když známe zodpovědnou molekulu, bychom ji mohli zablokovat, abychom zabránili aktivaci a oplodnění jako druh mužské antikoncepce.“ Na druhou stranu byste také mohli některým spermiím dodat potřebnou vzpruhu.

Mezi výzkumníky jsou Polina V. Lishko, Inna L. Botchkina, Andriy Fedorenko a Yuriy Kirichok z University of California, San Francisco, San Francisco, CA.

.