Naukowcy od dawna wiedzą, że poziom aktywności plemników zależy od ich wewnętrznego pH. A teraz – po wielu latach poszukiwań – badacze, którzy publikują raport w numerze czasopisma „Cell” z 5 lutego, znaleźli wreszcie kanał, który pozwala tym maleńkim komórkom pozbyć się protonów. Raz w żeńskim układzie rozrodczym, to uwolnienie protonów zmienia ich wewnętrzne środowisko z kwaśnego na zasadowe i rozpoczyna ich wyścig do mety.

Znaleziska oferują nowy wgląd w krytyczne wydarzenie w ludzkim zapłodnieniu i mogą prowadzić do nowych sposobów kontrolowania męskiej płodności, według badaczy.

„Stężenie protonów wewnątrz komórki jest 1000 razy wyższe niż na zewnątrz,” powiedział Yuriy Kirichok z University of California, San Francisco. „Jeśli po prostu otworzysz por, protony wyjdą na zewnątrz. My identyfikujemy cząsteczkę, która je wypuszcza.”

Kirichok porównuje uśpione plemniki do balonów nadmuchanych protonami zamiast powietrzem. Jeśli otworzysz dziurę w plemniku, protony z łatwością wypłyną na zewnątrz. W rzeczywistości, flagellum każdego plemnika jest pokryte wieloma tzw. kanałami protonowymi Hv1, wykazują. Kiedy kanały są aktywowane przez zewnętrzne wskazówki, bramy powodziowe otwierają się i protony uciekają z wielu porów jednocześnie.

Kirichok powiedział, że istnieje wiele warunków, które otwierają pory Hv1, w tym warunki alkaliczne i usuwanie cynku na zewnątrz komórki. Otwierają się one również pod wpływem endokannabinoidu znanego jako anandamid, substancji, która jest obecna zarówno w męskich, jak i żeńskich drogach rodnych i która może być na szczególnie wysokim poziomie w pobliżu jajka.

To podnosi interesującą możliwość, powiedział Kirichok. Endokannabinoidy są naturalne lipidy, które wpływają na aktywność neuronów. Są one tak nazwane, ponieważ działają na te same receptory, co aktywny składnik marihuany. Pozostaje to do wykazania, ale ten związek może wyjaśniać, dlaczego marihuana została powiązana z upośledzoną męską płodnością.

„Marihuana prawdopodobnie aktywuje plemniki przedwcześnie, pozostawiając je wypalone w ciągu kilku godzin”, powiedział Kirichok.

Najważniejsze jest to, że nowo odkryty kanał Hv1 może pozwolić na nowe sposoby modyfikacji aktywności plemników w obu kierunkach, powiedział Kirichok. W rzeczywistości, wiele kluczowych reakcji biochemicznych w plemnikach zależy od wewnątrzkomórkowych poziomów pH, w tym jego początkowej aktywacji, hiperaktywacji raz w pobliżu jajowodów i reakcji akrosomowej, w której enzymy są uwalniane w celu penetracji jaja.

„Wszystkie te wydarzenia są niezbędne do zapłodnienia”, powiedział Kirichok. „Można sobie wyobrazić, że teraz, gdy znamy odpowiedzialną cząsteczkę, moglibyśmy ją zablokować, aby zapobiec aktywacji i zapłodnieniu jako rodzaj męskiej antykoncepcji”. Z drugiej strony, można również dać niektórym plemnikom dodatkowy impuls, którego potrzebują.

Badacze obejmują Polina V. Lishko, Inna L. Botchkina, Andriy Fedorenko, i Yuriy Kirichok, na University of California, San Francisco, San Francisco, CA.

.