Spermien beherrschen verschiedene Schwimmstile
Es kommt auch auf die Technik an: Spermien schlagen auf ihrem Weg Richtung Eizelle unterschiedlich schnell mit ihren Schwänzen. In einer »Testarena« haben Fachleute untersucht, was das bringt.
01.11.2023, 17.38 Uhr
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Spermien in Bewegung ( Symbolbild): Verschiedene Schwimmstile je nach Umgebung
Foto: SCIEPRO / Getty Images/Science Photo Library RF
Kraulen, Schmetterling, Brust: Menschen haben zahlreiche Schwimmstile entwickelt, um sich möglichst schnell und effektiv durchs Wasser zu bewegen. Evolutionär ist diese Form der Anpassung allerdings deutlich älter. Auch Spermien beherrschen verschiedene Schwimmstile, um möglichst flink und energiesparend unterschiedliche Flüssigkeiten zu durchdringen. Das geht aus einer experimentellen Studie hervor, deren Ergebnisse im Fachjournal »Cell Reports Physical Science« veröffentlicht wurden.
Forscherinnen und Forscher um Reza Nosrati von der australischen Monash University in Melbourne haben eine »Testarena« für Bullen-Spermien gebaut. Diese sollte die Umgebung im weiblichen Fortpflanzungskanal simulieren, an die sich Spermien auf ihrem Weg zur Eizelle anpassen müssen. Denn der weibliche Fortpflanzungstrakt sortiert minderwertige Spermien aus und bevorzugt solche, die auch wirklich in der Lage sind, zur Eizelle zu schwimmen.
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Spermien schlagen mit der Geißel: A uf die Umgebung kommt es an
Foto: Yazdan Parast / Cell Reports Physical Science
Ein Beispiel für einen solchen Vorgang: Beim Geschlechtsverkehr wird verstärkt Schleim im Eileiter abgesondert, die Flüssigkeit darin bewegt sich verstärkt. »Diese Strömung soll etwa verhindern, dass Krankheitserreger in den Fortpflanzungstrakt eindringen«, heißt es in der Studie. Die Keime würden herausgespült. Gleichzeitig können nur Spermien, die in der Lage sind, gegen die Strömung anzuschwimmen, die Eizelle erreichen.
In der »Testarena«
In der »Testarena« setzten die Forschenden die Bullen-Spermien also unterschiedlichen Strömungsbedingungen aus, Fachleute sprechen auch von Schergeschwindigkeiten. Außerdem sollten sich die Zellen in Flüssigkeiten mit verschiedener Viskosität, also Zähigkeit, bewegen. Mithilfe von Hochgeschwindigkeitsmikroskopen, die 200 Bilder pro Sekunde machen können, beobachteten die Fachleute, auf welche Weise die Spermien mithilfe ihrer Schwänze, den sogenannten Geißeln, durch die »Testarena« schwammen.
»Mit unserem Ansatz konnten wir untersuchen, wie sich Variationen der Viskosität und der Schergeschwindigkeit auf das Verhalten von Spermien auf Einzelzellebene auswirken, was mit herkömmlichen Methoden nicht möglich war«, sagte Reza Nosrati, Hauptautor der Studie.
Die Ergebnisse zeigen dem Fachteam zufolge, dass der Geißelschlag eines Spermiums vor allem von der Viskosität und weniger von der Schergeschwindigkeit beeinflusst wird. Besonders in recht dünnflüssiger Umgebung veränderte sich die Energie, die die Bullen-Spermien aufwendeten, kaum in Abhängigkeit von der Strömung. In zäheren Flüssigkeiten war jedoch durchaus zu beobachten, dass Spermien weniger stark mit ihrer Geißel schlugen, wenn sich die Strömung verstärkte.
Spermien haushalten mit Energie
Dem Fachteam zufolge deuten die Beobachtungen darauf hin, dass die Zellen sich an unterschiedliche Flüssigkeitsumgebungen anpassen. Sie haushalten demnach mit ihrer Energie und stellen die Art und Weise ihrer Geißelschläge auf die äußeren Bedingungen ein. Dadurch werde »ein effizientes Schwimmen gegen die Strömung ermöglicht«, heißt es.
Derzeit verfeinert das Fachteam nach eigener Aussage sein Testverfahren für eine Folgestudie. Bei der geplanten Untersuchung – wieder im Tiermodell – solle es darum gehen, wie die Erkenntnisse möglicherweise Verfahren zur künstlichen Befruchtung verbessern könnten.
ptz
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