Les scientifiques savent depuis longtemps que le niveau d’activité des spermatozoïdes dépend de leur pH interne. Et maintenant — après de nombreuses années de recherche — les chercheurs qui rapportent dans le numéro du 5 février de la revue Cell, ont enfin trouvé le canal qui permet aux minuscules cellules de se débarrasser des protons. Une fois dans l’appareil reproducteur féminin, cette libération de protons change leur environnement interne d’acide à alcalin et commence leur course vers la ligne d’arrivée.

Les résultats offrent un nouvel aperçu d’un événement critique dans la fécondation humaine et peuvent conduire à de nouvelles façons de contrôler la fertilité masculine, selon les chercheurs.

« La concentration de protons à l’intérieur de la cellule est 1 000 fois plus élevée qu’à l’extérieur », a déclaré Yuriy Kirichok de l’Université de Californie, San Francisco. « Si vous ouvrez simplement un pore, les protons iront à l’extérieur. Nous identifions la molécule qui les laisse sortir. »

Kirichok compare les spermatozoïdes quiescents à des ballons gonflés de protons au lieu d’air. Si vous ouvrez un trou dans le sperme, les protons s’écouleront facilement. En fait, le flagelle de chaque spermatozoïde est recouvert de nombreux canaux à protons appelés Hv1, montrent-ils. Lorsque les canaux sont activés par des signaux externes, les vannes s’ouvrent et les protons s’échappent de nombreux pores à la fois.

Kirichok a déclaré qu’il existe de nombreuses conditions qui ouvrent le pore Hv1, y compris les conditions alcalines et l’élimination du zinc à l’extérieur de la cellule. Ils s’ouvrent également lorsqu’ils sont exposés à l’endocannabinoïde connu sous le nom d’anandamide, une substance qui est présente dans les voies reproductives masculines et féminines et qui peut être à des niveaux particulièrement élevés à proximité de l’œuf.

Cela soulève une possibilité intéressante, a déclaré Kirichok. Les endocannabinoïdes sont des lipides naturels qui influencent l’activité des neurones. Ils sont ainsi nommés car ils agissent sur les mêmes récepteurs que le composant actif de la marijuana. Cela reste à démontrer, mais cette connexion pourrait expliquer pourquoi la marijuana a été liée à une baisse de la fertilité masculine.

« La marijuana active probablement les spermatozoïdes prématurément, les laissant brûlés en quelques heures », a déclaré Kirichok.

Peut-être le plus important, le canal Hv1 nouvellement découvert pourrait permettre de nouvelles façons de modifier l’activité des spermatozoïdes dans les deux sens, a déclaré Kirichok. En fait, de nombreuses réactions biochimiques clés dans le sperme dépendent des niveaux de pH intracellulaire, y compris son activation initiale, son hyperactivation une fois près des trompes de Fallope et la réaction acrosome, dans laquelle les enzymes sont libérées pour pénétrer dans l’ovule.

« Tous ces événements sont essentiels à la fécondation », a déclaré Kirichok. « Vous pouvez imaginer que maintenant que nous connaissons la molécule responsable, nous pourrions la bloquer pour empêcher l’activation et la fécondation, comme une sorte de contraception masculine. » D’un autre côté, vous pourriez aussi donner à certains spermatozoïdes le coup de pouce supplémentaire dont ils ont besoin.

Les chercheurs sont Polina V. Lishko, Inna L. Botchkina, Andriy Fedorenko et Yuriy Kirichok, à l’Université de Californie, San Francisco, San Francisco, CA.