Odhalen překvapivý způsob pohybu spermií. Vědci se celých 350 let pletli

Spermie je zásadní pro oplodnění takřka každého živého organismu na naší planetě, včetně lidí. Aby se člověk mohl rozmnožit, musí jeho spermie překonat vzdálenost ekvivalentní výstupu na Mount Everest, aby oplodnila vajíčko. Spermie jsou k tomuto úkolu velmi dobře uzpůsobeny. Mají pohyblivý ocásek, který jim umožňuje pohybovat se kupředu. Přesto pokaždé nějakých 50 milionů spermií selže a k vajíčku se nedostane. To je potenciální pětinásobek populace České republiky. V jedné dávce spermatu. Zkrátka a dobře, pouze jediná spermie se dokáže dostat k cíli, oplodnit vajíčko a dát vzniknout novému životu.

Mikroskop odhalil nový svět

Spermie jako taková byla objevena v roce 1677, ale trvalo další dvě stovky let, než se vědci shodli na tom, jak vlastně lidský život vzniká. Preformacionalisté například věřili, že každá spermatozoa zahrnuje malého miniaturního člověka, takzvaného homunukula. Měli za to, že vajíčko poskytuje jen prostor pro spermii, aby vyrostla.

Na druhé straně stáli epigenesisté, kteří tvrdili, že jak muži, tak ženy přispívají k formování nové bytosti stejnou měrou a poznatky v 17. století poskytovaly více důkazů právě pro tuto teorii. Jak se ale ukazuje, s přelomovými zjištěními ohledně lidské reprodukce stále není konec. Nové vědecké poznatky totiž přinesly nečekaná fakta, podle kterých nás spermie celou dobu klamaly.

První důležité informace ohledně reprodukční medicíny přinesl objev mikroskopu. Jeden z prvních vynalezl Antoni van Leeuwenhoek, a to právě v 17. století. Pyšnil se kuličkou roztaveného skla, které bylo pečlivě vyleštěno, aby vytvořilo mocnou čočku. Některé z nich potom dokázaly zvětšovat předměty více než 270krát. Z dnešního pohledu je přitom těžko uvěřitelné, že dalších 200 let tato technologie zaznamenala jen minimální vývoj.

Leeweunhoekův objev mu umožnil stát se jedním z prvních průzkumníků mikroskopického světa, kdy pozoroval bakterie, jádra buněk a také spermie. Když je poprvé objevil, popsal je jako “žijící mikroskopické organismy, které mají ocas, pomocí něhož plavou hadovitým pohybem, jako úhoři ve vodě“.

Je poměrně překvapivé, že naše poznání spermií se od té doby v podstatě nezměnilo. Každý, kdo dnes použije moderní mikroskop, pravděpodobně učiní ten samý závěr: spermie plavou kupředu tím, že vrtí ocáskem ze strany na stranu. Teď se ale přeci jen ukazuje, že jsme se v pohybu spermií mýlili celých 350 let.

Příslib pro léčbu mužské neplodnosti

Vědecký tým složený z předních kapacit z Velké Británie a Mexika se do zkoumání spermií pustil s využitím nejmodernější 3D mikroskopické technologie. A podařilo se mu matematicky rekonstruovat rychlý pohyb spermií ve třech rozměrech. Opravdu důkladné zkoumání spermií není úplně snadné. Kromě toho, že jsou velmi malé – jejich ocásek měří polovinu šířky vlasu, ale navíc jsou také velmi rychlé. Spermie dokáže udělat více než 20 “plaveckých temp” za méně než vteřinu.

Vědcům se ale skutečně podařilo pohyb spermií rekonstruovat a zjistili, že jejich ocásek je jakoby rozviklaný a vrtí se pouze do jedné strany. Takový způsob by ale spermie odsoudil ke krouživému pohybu. Jak se však ukazuje, spermie se dokázaly adaptovat a plavou kupředu. Zároveň se totiž jakoby kutálí. Při zkoumání pod klasickým 2D mikroskopem to pak vypadá, že spermie ocáskem vrtí ze strany na stranu.

Nové poznatky pohybu spermií každopádně nejsou jen nějakou vědeckou hříčkou, ale skýtají nové naděje k rozkrytí stále početných tajemství lidské reprodukce. Vzhledem k tomu, že u více než poloviny neplodných párů se zjistí, že příčina neplodnosti je na straně muže, porozumění pohybu spermie je zásadní pro diagnostické metody identifikace nezdravých spermií. To by mohlo vést ke zlepšení plodnosti, případně efektivnějšímu procesu umělého oplodnění tím, že se podaří vybrat nejkvalitnější spermii.

Iluzi plavání spermie zachytili vědci na tomto videu.

A zde je 3D pohled s novými poznatky.

Foto: Freepik