Skip to main content

No country for old sperm: male aging, sperm aging, and external stressors as determinants of sperm quality and fertility

Article Category

Article available in the folowing languages:

Muszki owocowe dostarczają nowych informacji o niskiej żywotności plemników i niepłodności u mężczyzn

Uważa się, że Zachód został dotknięty kryzysem niepłodności u mężczyzn, gdyż badania przeprowadzone niedawno na Uniwersytecie Hebrajskim w Izraelu wykazały, że na przestrzeni ostatnich 40 lat liczba plemników wytwarzanych przez mężczyzn zmniejszyła się o ponad połowę. Projekt SPERMAGE miał na celu rozpoznanie, dlaczego tak się stało.

Zdrowie

Związany z wiekiem spadek jakości nasienia to zasadnicza przyczyna niepłodności u mężczyzn i znaczący problem, który dotyka wiele obszarów świata, w tym także Europę, gdzie jest to szczególnie ważne, gdyż mężczyźni coraz później zostają ojcami. Jednak w dalszym ciągu mechanizmy powodujące pogorszenie jakości nasienia nie zostały dostatecznie dobrze poznane, a ponadto brak jest odpowiednio poważnego podejścia do wynikających z nich konsekwencji. Przykładowo nie wiemy, w jakim stopniu pogorszenie jakości nasienia wynika z wieku mężczyzn albo z czasu pozostawania w męskich organach rozrodczych. Wiemy natomiast, że u zwierząt gospodarskich nie dochodzi do podobnego spadku. W ramach finansowanego przez UE i realizowanego dzięki stypendium programu „Maria Skłodowska-Curie” projektu SPERMAGE próbowano przy pomocy muszek z gatunku Drosophila (jako zwierząt modelowych) ustalić wpływ starzenia się mężczyzn i starzenia się nasienia na płodność, sprawność reprodukcyjną i jakość plemników. Zespół projektu ustalił, że istnieją solidne genetyczne podstawy regulujące żywotność plemników oraz pewne przesłanki, że męski ejakulat zawierający duży odsetek żywotnych plemników może czasami negatywnie wpływać na żeńską płodność.

Rozwikłać zagadkę zmiennej żywotności plemników

Badacze tworzący zespół projektu SPERMAGE wnieśli wspólnie ponad 50 lat fachowej wiedzy dotyczącej procesów reprodukcyjnych, aby dokładniej zbadać niektóre elementy zagadki, jaką jest zmienność żywotności nasienia. Czyli mówiąc prościej, by odpowiedzieć na pytanie: dlaczego mężczyźni nie są w stanie wytwarzać ejakulatu o niezmiennie wysokiej jakości? Na potrzeby zbadania szeregu zjawisk biologicznych naukowcy wykorzystali muszki Drosophila, będące szeroko wykorzystywanym gatunkiem modelowym. Muszki te doskonale nadają się do badań tego rodzaju, gdyż łatwo je hodować w dużych ilościach, charakteryzują się krótkim czasem życia pokoleń i mają szlaki genetyczne podobne do tych występujących u większości zwierząt. Prowadząc w warunkach laboratoryjnych selektywne hodowle pokoleń zespół projektu utworzył standaryzowane genotypy, a następnie zbadał wpływ genotypu na żywotność nasienia. Proporcje między żywotnymi a obumarłymi plemnikami znajdującymi się w jądrach much zostały ocenione przy pomocy techniki wybarwiania, dzięki której żywotne plemniki stają się zielone, a obumarłe – czerwone. Następnie badacze sprawdzali, czy różnice w proporcjach plemników żywotnych i obumarłych są zależne od genotypu. „Nasze prace pozwoliły ustalić, jakie są bezpośrednie przyczyny spadku jakości nasienia oraz z czego mogą one wynikać. Przykładowo, choć żywotne nasienie jest korzystne dla konkurujących osobników męskich, ejakulat charakteryzujący się wysoką żywotnością może doprowadzić do obumarcia żeńskiej komórki jajowej poprzez nadmierną stymulację żeńskiego układu rozrodczego. Wygląda więc na to, że w trakcie rozmnażania dochodzi do swego rodzaju ewolucyjnych kompromisów”, mówi koordynator projektu, David Hosken.

Widoki na przyszłość

Na dzień dzisiejszy wyniki projektu SPERMAGE wnoszą znaczący wkład w unijny zasób wiedzy i umiejętności. „Zgłębiając bardzo innowacyjne obszary badań, musieliśmy poradzić sobie z trudnymi wyzwaniami doświadczalnymi, tworząc inteligentny projekt badań. Jednym z zasadniczych problemów była kwestia pozyskania wystarczającej ilości nasienia, które moglibyśmy następnie wyizolować i poddać ocenie badawczej”, mówi Hosken. Ponieważ badane procesy są podobne u różnych gatunków zwierząt, w przyszłości wyniki te jeszcze bardziej zyskają na znaczeniu z punktu widzenia podstawowych i stosowanych badań obejmujących tematykę starzenia się u ludzi, zdrowia reprodukcyjnego i hodowli zwierząt. Kolejnym krokiem dla zespołu będzie przeprowadzenie dalszych badań nad innymi możliwymi przyczynami obniżonej żywotności plemników, a także określenie, w jaki sposób niektóre z nich mogą być wzajemnie zależne, w tym poprzez badanie przypuszczalnych mechanizmów uważanych za powód związanego z wiekiem spadku płodności.

Słowa kluczowe

SPERMAGE, płodność, starzenie się, komórki jajowe, ewolucyjne, Drosophila, ejakulat, żywotność, ograniczona żywotność, genotyp, hodowla

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania