Von Volkart Wildermuth
Das letzte Wegstück erschnuppern die Spermien sozusagen. Schon vor einigen Jahren konnte Professor Michael Eisenbach vom Weizmann Institut in Israel einen Lockstoff isolieren, mit dem die Eizelle den Spermien die Richtung weißt. Je näher die Samenfäden am Ziel sind, desto höher wird die Konzentration dieses Lockstoffs und desto aufgeregter schlagen die kleinen Schwänze der Samenzellen. Der Eileiter allerdings ist ein schwieriges Gelände, unzählige Flimmerhärchen zucken, um das Ei Richtung Gebärmutter zu rollen. Dabei erzeugen sie winzige Turbulenzen, die schnell das Konzentrationsgefälle des Lockstoffs durcheinanderwirbeln. Deshalb können sich die Spermien nur auf dem allerletzten Zentimeter auf ihren Geruchssinn verlassen. Auf der langen Strecke vorab müssen sie mit anderen Mitteln navigieren. In der neuen Ausgabe von Nature Medicine beschreibt Michael Eisenbach dass es zur Zeit des Eisprungs einen winzigen Temperaturunterschied entlang des Eileiters gibt.
In Schweinen beträgt die Differenz ein Grad Celsius, bei Hasen etwa zwei Grad. Wir haben untersucht, ob Spermien diese Temperaturunterschiede registrieren und damit navigieren können. In einer kleinen Kammer haben wir solche Temperaturunterschiede erzeugt und dann unter dem Mikroskop gemessen, ob die Spermien ihre Schwimmrichtung je nach Temperaturgefälle verändern. Und genau das machen sie.
Wo es warm wird, da las dich ruhig nieder, scheint die Devise der Samenfäden zu sein. Damit sind sie im Körper übrigens nicht allein. Auch Abwehrzellen werden von Wärmenestern angezogen und finden so Entzündungsherde im Gewebe. Wie genau die Spermien die winzigen Temperaturunterschiede entlang ihres Zellkörpers erfühlen, ist noch unbekannt. Bei Bakterien zumindest hat Michael Eisenbach festgestellt, dass die selben Sensoren, die auf chemische Signale reagieren, auch Temperaturunterschiede erfassen. Wahrscheinlich werden die Samenfäden also von einem einzigen Navigationssystem geleitet, dass sich zuerst grob an der Wärme orientiert und dann die Feinsteuerung anhand des Lockstoffs der Eizelle vornimmt. Die Presseerklärung des Weizmann Institutes vergleicht die Spermien mit Flugabwehrraketen, die ihre Opfer an den heißen Abgasen der Triebwerke erkennen. Ganz so zielstrebig verfolgen die Spermien die Eizelle allerdings nicht. Unter dem Mikroskop ist nur ein wirres Gewusel zu sehen, erst die Computerauswertung der Videoaufzeichnung verrät, dass es die Samenfäden im Mittel doch etwas ins Warme zieht.
Interessant ist, dass sich immer nur ein kleiner Teil der Spermien in einem Zustand befindet, in dem sie das Ei auch befruchten können. Wir haben entdeckt, dass nur diese Samenzellen dem Temperaturgefälle folgen können, die anderen, die noch nicht so weit sind, reagieren nicht. Nur die Spermien, die gerade zur Befruchtung bereit sind, können die Wärme und den Lockstoff wahrnehmen.
Wenn die Samenfäden erst einmal Scheide und Gebärmutter durchquert haben, bleiben sie am Eingang des Eileiters in Wartestellung. Noch sind sie nicht bereit für die Befruchtung, erst müssen sie Enzyme aktivieren, die es ihnen erlauben, ein Loch in die Hülle der Eizelle zu bohren. Sobald sie aber auf diese Weise scharf gemacht sind, überleben Spermien maximal vier Stunden. Deshalb reifen jeweils nur einige Hundert aus der Millionenschar aus und nur genau diese reifen Spermien können erst dem Temperaturgefälle und dann dem Lockstoff folgen und machen sich so sicher geleitet auf den langen Weg zu Ei. Ist der Eisprung noch nicht erfolgt, haben sie Pech und verenden. Es reifen aber immer neue Spermien nach, so dass das Ei auch dann befruchtet wird, wenn Sex und Eisprung viele Stunden auseinander liegen. Bei manchen Männer ist die Reifung der Spermien gestört. Michael Eisenmann glaubt, dass er ihre Spermaqualität im Rahmen einer künstlichen Befruchtung verbessern könnte.
Manchmal gibt es viel zu wenig reife Spermien. Diese wenigen aktiven Samenfäden reagieren aber auf Wärme, deshalb sollten sie sich von einem Temperaturgefälle anlocken lassen. Auf diesem Weg könnte man die reifen Spermien anreichern und vielleicht auch die Erfolgsrate einer künstlichen Befruchtung erhöhen.
Das allerdings ist vorerst nur eine Idee, die noch in der Praxis erprobt werden muss. Vorerst können die Spermien ihr Wärmenavigationssystem nur auf dem natürlichen Weg zum Ei einsetzten.
Das letzte Wegstück erschnuppern die Spermien sozusagen. Schon vor einigen Jahren konnte Professor Michael Eisenbach vom Weizmann Institut in Israel einen Lockstoff isolieren, mit dem die Eizelle den Spermien die Richtung weißt. Je näher die Samenfäden am Ziel sind, desto höher wird die Konzentration dieses Lockstoffs und desto aufgeregter schlagen die kleinen Schwänze der Samenzellen. Der Eileiter allerdings ist ein schwieriges Gelände, unzählige Flimmerhärchen zucken, um das Ei Richtung Gebärmutter zu rollen. Dabei erzeugen sie winzige Turbulenzen, die schnell das Konzentrationsgefälle des Lockstoffs durcheinanderwirbeln. Deshalb können sich die Spermien nur auf dem allerletzten Zentimeter auf ihren Geruchssinn verlassen. Auf der langen Strecke vorab müssen sie mit anderen Mitteln navigieren. In der neuen Ausgabe von Nature Medicine beschreibt Michael Eisenbach dass es zur Zeit des Eisprungs einen winzigen Temperaturunterschied entlang des Eileiters gibt.
In Schweinen beträgt die Differenz ein Grad Celsius, bei Hasen etwa zwei Grad. Wir haben untersucht, ob Spermien diese Temperaturunterschiede registrieren und damit navigieren können. In einer kleinen Kammer haben wir solche Temperaturunterschiede erzeugt und dann unter dem Mikroskop gemessen, ob die Spermien ihre Schwimmrichtung je nach Temperaturgefälle verändern. Und genau das machen sie.
Wo es warm wird, da las dich ruhig nieder, scheint die Devise der Samenfäden zu sein. Damit sind sie im Körper übrigens nicht allein. Auch Abwehrzellen werden von Wärmenestern angezogen und finden so Entzündungsherde im Gewebe. Wie genau die Spermien die winzigen Temperaturunterschiede entlang ihres Zellkörpers erfühlen, ist noch unbekannt. Bei Bakterien zumindest hat Michael Eisenbach festgestellt, dass die selben Sensoren, die auf chemische Signale reagieren, auch Temperaturunterschiede erfassen. Wahrscheinlich werden die Samenfäden also von einem einzigen Navigationssystem geleitet, dass sich zuerst grob an der Wärme orientiert und dann die Feinsteuerung anhand des Lockstoffs der Eizelle vornimmt. Die Presseerklärung des Weizmann Institutes vergleicht die Spermien mit Flugabwehrraketen, die ihre Opfer an den heißen Abgasen der Triebwerke erkennen. Ganz so zielstrebig verfolgen die Spermien die Eizelle allerdings nicht. Unter dem Mikroskop ist nur ein wirres Gewusel zu sehen, erst die Computerauswertung der Videoaufzeichnung verrät, dass es die Samenfäden im Mittel doch etwas ins Warme zieht.
Interessant ist, dass sich immer nur ein kleiner Teil der Spermien in einem Zustand befindet, in dem sie das Ei auch befruchten können. Wir haben entdeckt, dass nur diese Samenzellen dem Temperaturgefälle folgen können, die anderen, die noch nicht so weit sind, reagieren nicht. Nur die Spermien, die gerade zur Befruchtung bereit sind, können die Wärme und den Lockstoff wahrnehmen.
Wenn die Samenfäden erst einmal Scheide und Gebärmutter durchquert haben, bleiben sie am Eingang des Eileiters in Wartestellung. Noch sind sie nicht bereit für die Befruchtung, erst müssen sie Enzyme aktivieren, die es ihnen erlauben, ein Loch in die Hülle der Eizelle zu bohren. Sobald sie aber auf diese Weise scharf gemacht sind, überleben Spermien maximal vier Stunden. Deshalb reifen jeweils nur einige Hundert aus der Millionenschar aus und nur genau diese reifen Spermien können erst dem Temperaturgefälle und dann dem Lockstoff folgen und machen sich so sicher geleitet auf den langen Weg zu Ei. Ist der Eisprung noch nicht erfolgt, haben sie Pech und verenden. Es reifen aber immer neue Spermien nach, so dass das Ei auch dann befruchtet wird, wenn Sex und Eisprung viele Stunden auseinander liegen. Bei manchen Männer ist die Reifung der Spermien gestört. Michael Eisenmann glaubt, dass er ihre Spermaqualität im Rahmen einer künstlichen Befruchtung verbessern könnte.
Manchmal gibt es viel zu wenig reife Spermien. Diese wenigen aktiven Samenfäden reagieren aber auf Wärme, deshalb sollten sie sich von einem Temperaturgefälle anlocken lassen. Auf diesem Weg könnte man die reifen Spermien anreichern und vielleicht auch die Erfolgsrate einer künstlichen Befruchtung erhöhen.
Das allerdings ist vorerst nur eine Idee, die noch in der Praxis erprobt werden muss. Vorerst können die Spermien ihr Wärmenavigationssystem nur auf dem natürlichen Weg zum Ei einsetzten.