Tutkijat ovat jo pitkään tienneet, että siittiöiden aktiivisuustaso riippuu niiden sisäisestä pH:sta. Ja nyt – monien vuosien etsinnän jälkeen – tutkijat, jotka raportoivat Cell-lehden 5. helmikuuta ilmestyvässä numerossa, ovat vihdoin löytäneet kanavan, jonka avulla pikkuruiset solut pääsevät eroon protoneista. Kun ne ovat naisen sukuelimissä, tuo protonien vapautuminen muuttaa niiden sisäisen ympäristön happamasta emäksiseksi ja aloittaa niiden kilpajuoksun maaliin.

Löydökset tarjoavat tutkijoiden mukaan uutta tietoa kriittisestä tapahtumasta ihmisen hedelmöittymisessä, ja ne voivat johtaa uusiin tapoihin kontrolloida miehen hedelmällisyyttä.

”Protonien konsentraatio solun sisäpuolella on tuhat kertaa korkeampi kuin solun ulkopuolella”, sanoi Juriy Kirichok Kalifornian yliopistosta San Franciscosta. ”Jos vain avaat huokosen, protonit menevät ulos. Tunnistamme molekyylin, joka päästää ne ulos.”

Kirichok vertaa lepotilassa olevia siittiösoluja ilmapalloihin, jotka on täytetty protoneilla ilman sijasta. Jos siittiöissä avataan reikä, protonit virtaavat helposti ulos. Itse asiassa jokaisen siittiöiden flagellumissa on useita niin sanottuja Hv1-protonikanavia, he osoittavat. Kun kanavat aktivoituvat ulkoisilla vihjeillä, tulvaportit aukeavat ja protonit karkaavat monista huokosista kerralla.

Kirichokin mukaan monet olosuhteet avaavat Hv1-huokosen, kuten emäksiset olosuhteet ja sinkin poistuminen solun ulkopuolelta. Ne avautuvat myös, kun ne altistuvat endokannabinoidille, joka tunnetaan nimellä anandamidi, aine, jota esiintyy sekä miehen että naisen sukuelimissä ja joka saattaa olla erityisen korkealla tasolla munasolun läheisyydessä.

Tämä herättää mielenkiintoisen mahdollisuuden, Kirichok sanoi. Endokannabinoidit ovat luonnollisia lipidejä, jotka vaikuttavat neuronien toimintaan. Ne ovat saaneet nimensä siksi, että ne vaikuttavat samoihin reseptoreihin, joihin marihuanan aktiivinen ainesosa vaikuttaa. Se on vielä osoittamatta, mutta tämä yhteys saattaa selittää, miksi marihuana on yhdistetty miesten heikentyneeseen hedelmällisyyteen.

”Marihuana todennäköisesti aktivoi siittiöitä ennenaikaisesti, jolloin ne palavat loppuun muutamassa tunnissa”, Kirichok sanoi.

Periaatteessa tärkeintä on se, että vastikään löydetty Hv1-kanava saattaa mahdollistaa uusia tapoja muuttaa siittiöiden toimintaa kumpaankin suuntaan, Kirichok sanoi. Itse asiassa monet siittiöiden keskeiset biokemialliset reaktiot riippuvat solunsisäisestä pH-tasosta, mukaan lukien sen alkuperäinen aktivoituminen, hyperaktivoituminen, kun se on lähellä munanjohtimia, ja akrosomireaktio, jossa entsyymejä vapautuu munasolun tunkeutumista varten.

”Kaikki nämä tapahtumat ovat välttämättömiä hedelmöittymiselle”, Kirichok sanoi. ”Voit kuvitella, että nyt kun tiedämme vastuussa olevan molekyylin, voisimme estää sen aktivoitumisen ja hedelmöittymisen estämiseksi eräänlaisena miehen ehkäisynä.” Toisaalta voisi myös antaa joillekin siittiöille niiden tarvitsemaa lisäpotkua.

Tutkijoihin kuuluvat Polina V. Lishko, Inna L. Botchkina, Andriy Fedorenko ja Yuriy Kirichok Kalifornian yliopistosta San Franciscosta, San Franciscosta, CA.