"سر الإخصاب الناجح".. اكتشاف منظم حرارة يتحكم في حركة الحيوانات المنوية

الولايات المتحدة – تتميز الحيوانات المنوية لدى معظم الثدييات – بما في ذلك البشر – بحساسية تجاه درجات الحرارة فهي شديدة الحساسية تجاه التسخين وتتطور بشكل أفضل عند درجة أقل من حرارة الجسم الطبيعية.

لكن الجهاز التناسلي الأنثوي أكثر دفئا بشكل ملحوظ، مما يخلق صعوبات محتملة في نجاح الحيوانات المنوية في الوصول إلى الهدف.

وتمكن العلماء في كلية الطب بجامعة واشنطن في سانت لويس من حل هذا المشكلة، فاكتشفوا أن درجات الحرارة الأعلى في الأعضاء التناسلية الأنثوية تطلق إشارة محددة تجعل الحيوانات المنوية تغير استراتيجية حركتها بشكل جذري. وتحت هذا التأثير، تنتقل من 'السباحة' البطيئة نسبيا إلى حركات نشطة وهادفة ضرورية لاختراق البويضة بنجاح.

وتمت دراسة بروتين 'المفتاح' المنشط بالحرارة، المشترك بين جميع الثدييات، على الفئران. ويمكن الاطلاع على تفاصيل التجارب ونتائجها في مجلة Nature Communications.

وصرحت البروفيسورة بولينا ليشكو – أستاذة بيولوجيا الخلايا وعلم وظائف الأعضاء بجامعة واشنطن في سانت لويس – قائلة:

'يمثل النشاط المفرط للحيوانات المنوية (Hyperactivation) آلية حيوية أساسية للإخصاب الناجح، لكن الآلية الدقيقة لتحفيزه حراريًا ظلت لغزًا علميًا. وقد تمكّن فريقنا من تحديد مستقبل حراري جزيئي في الذيل السوطي للحيوان المنوي، يعمل كـ’مفتاح تشغيل’ زمني دقيق ينشط.'

وأوضحت:' يوجد على سطح الحيوانات المنوية لجميع الثدييات بروتين يُسمى CatSper الذي يتحكم في تدفق الجسيمات اللازمة لحركات الذيل المفرطة النشاط، والتي يستخدمها الحيوان المنوي للوصول إلى البويضة. كان العلماء أولا يعتقدون أن CatSper  يتم تنشيطه بمزيج من درجة الحموضة (pH) في الجهاز التناسلي الأنثوي، وبهرمون البروجسترون (الهرمون الأنثوي) لدى الرئيسيات. لكن هذه النظرية لم تكن كاملة لأن معظم حيوانات الثدييات المنوية لا تستجيب للبروجسترون. لذا افترض العلماء وجود عامل آخر يُفعّل هذا البروتين.

وتبيّن أن درجة الحرارة هي السبب الأكثر ترجيحا. فابتكر التطور البيولوجي للثدييات طرقا ذكية للحفاظ على برودة الأعضاء التناسلية الذكرية. وعلى سبيل المثال فإن الدلافين تبرّد الدم المتجه إلى الخصيتين الداخليتين عن طريق تمريره عبر الزعنفة الظهرية، بينما تستخدم الفيلة نظاما مشابها لتبريد الدم عبر آذانها. ومعظم الثدييات الأخرى، بما في ذلك البشر، تنتج وتخزن الحيوانات المنوية في الخصيتين خارج الجسم. أما في الخلايا الجنسية للحيوانات التي تفتقر إلى آليات التبريد هذه (مثل الطيور)، فإن بروتين CatSper غائب تماما.

وباستخدام أدوات دقيقة وطرق تم تطويرها لدراسة خلايا الدماغ، راقب فريق ليشكو البحثي أنماط الشحنات الكهربائية الناتجة عن تنشيط بروتين CatSper في حيوانات منوية فردية. وتم تسجيل ذروة واضحة في النشاط عندما تجاوزت درجة الحرارة في محيط الخلية  38 درجة مئوية فوق الصفر، وعند تنشيط بروتين CatSper  تتحول حركات الحيوانات المنوية من الحركات المنتظمة إلى الحركات المفرطة الضرورية للإخصاب.

قد يساعد فهم دور الحرارة في الخصوبة على تحسين وسائل منع الحمل الذكورية وعلاج العقم. ونظرا لأن بروتين CatSper موجود في الحيوانات المنوية فقط، فإن استهدافه لن يؤثر على وظائف الجسم الأخرى. وقد تفتح هذه الاكتشافات طرقا جديدة للبحث.

المصدر: Naukatv.ru