Τα σπερματοζωάρια μπορούν να κάνουν υπολογισμούς!

Τα σπερματοζωάρια έχουν μόνο ένα σκοπό: να βρουν το ωάριο. Το ωάριο βοηθά την αποστολή των σπερματοζωαρίων απελευθερώνοντας ουσίες που προκαλούν αλλαγές στα επίπεδα ασβεστίου που υπάρχουν μέσα στο σπέρμα. Τα ιόντα ασβεστίου καθορίζουν το μοτίβο κίνησης της «ουράς» του σπερματοζωαρίου, η οποία το βοηθά να κατευθυνθεί προς το στόχο.

Μια ομάδα ερευνητών από τη Βόννη βρήκε ότι τα σπερματοζωάρια αντιδρούν μόνο σε αλλαγές στη συγκέντρωση του ασβεστίου και όχι στην ίδια τη συγκέντρωση του ασβεστίου. Συμπέρανε λοιπόν πως τα σπερματοζωάρια μπορούν να υπολογίζουν την αλλαγή στη συγκέντρωση έτσι ώστε να είναι ικανά για ελιγμούς, ακόμα και κατά την παρουσία υψηλών συγκεντρώσεων ασβεστίου.

Το μονοπάτι που ακολουθούν τα σπερματοζωάρια, ακολουθώντας το κάλεσμα του ωαρίου, ποικίλει ανάλογα με το είδος. Ιδιαίτερα τα σπερματοζωάρια των θαλασσινών ειδών, κολυμπούν σε περίπλοκα μονοπάτια με κλίση καθορισμένη από τη χημική συγκέντρωση. Το στυλ κολύμβησης ελέγχεται από τα ιόντα ασβεστίου στην ουρά τους.

Παλαιότερα πίστευαν ότι σε υψηλές συγκεντρώσεις ασβεστίου οι κινήσεις της ουράς είναι ασύμμετρες κι μοιάζουν με κινήσεις μαστιγίου, ενώ παράλληλα το μονοπάτι που κολυμπούν τα σπερματοζωάρια είναι καμπυλωτό. Αντίθετα θεωρούσαν πως στις χαμηλές συγκεντρώσεις, οι κινήσεις της ουράς είναι συμμετρικές και βοηθούν το σπερματοζωάριο να κολυμπά σε ευθεία γραμμή. Τέλος πίστευαν πως η εναλλαγή στις συγκεντρώσεις του ασβεστίου κατεύθυνε τα κύτταρα να κολυμπούν σε σχηματισμό σπείρας. Το απλό αυτό μοντέλο όμως δεν επαληθευόταν από τα πειράματα, αφήνοντας στους ερευνητές αναπάντητα ερωτήματα.

Το μυστήριο φαίνεται όμως ότι λύθηκε για τους ερευνητές της ομάδας της Βόννης. Με τη χρήση ενός επινοητικού στροβοσκοπικού οργάνου που παρέχει ένα λέιζερ φωτισμό, ο οποίος αναβοσβήνει σχεδόν όπως τα φωτορυθμικά, μπόρεσαν να εντοπίσουν με λεπτομέρεια την κίνηση της ουράς του σπερματοζωαρίου και να μετρήσουν τις αλλαγές στη συγκέντρωση των ιόντων ασβεστίου. 

Το αποτέλεσμα ήταν εκπληκτικό: η ουρά του σπέρματος αντιδρούσε μόνο στο χρονικό παράγωγο της συγκέντρωσης ασβεστίου ενώ η τιμή της απόλυτης συγκέντρωσης δεν είχε μεγάλη σημασία. Σε απλούστερη διατύπωση, τα σπερματοζωάρια μπορούν να κάνουν υπολογισμούς, αν και ακόμα δεν είναι ξεκάθαρος ο τρόπος που το κάνουν. Οι επιστήμονες πιστεύουν πως τα σπερματοζωάρια εντοπίζουν τα ιόντα ασβεστίου με τη βοήθεια δύο πρωτεϊνών. Το ασβέστιο προσδένεται στη μία πρωτεΐνη γρήγορα και στην άλλη αργά. Συγκρίνοντας το ποσό του ασβεστίου στις δύο πρωτεΐνες γίνεται ο υπολογισμός που καθορίζει το πότε θα αντιδράσουν.

Οι ειδικοί υποστηρίζουν πως το μαθηματικό αυτό τρικ βοηθά τα σπερματοζωάρια να αντιδρούν ακόμα και πολύ κοντά στο ωάριο όπου οι συγκεντρώσεις ασβεστίου είναι πολύ υψηλές.

Εκτός όμως από το ασβέστιο το οποίο στην προκειμένη περίπτωση μεταφέρει ένα ενδοκυττάριο μήνυμα που ελέγχει μια λειτουργία, υπάρχουν και άλλα παρόμοια ενδοκυττάρια μηνύματα. Είναι πολύ πιθανό λοιπόν όλα τα κύτταρα να κάνουν περίπλοκους υπολογισμούς που σχετίζονται με τη μεταφορά ενδοκυττάριων μηνυμάτων. Η ερευνητική ομάδα της Βόνης εξέφρασε την επιθυμία να διερευνήσει το σημαντικό αυτό ερώτημα στο μέλλον. 

Πηγή: medicalnewstoday


Το άρθρο επιμελήθηκε ο Θ. Παλλαντζάς, 
Χειρουργός, Ουρολόγος-Ανδρολόγος, 
συνεργάτης του Ανδρολογικού Ινστιτούτου Αθηνών, 
andrologia.gr