Sædceller udsættes for enorme ændringer på rejsen fra mandens testikler til et æg i kvindens livmoder. Meget tyder på, at rejsens succes i høj grad afhænger af sædcellens evne til at sanse forskellige faktorer – som fx calcium. Et nyt studie af sædceller med ændringer i cellernes calciumfølsomme receptor CaSR viser, at sensoren har betydning for evnen til at sanse de store forskelle, den udsættes for, og som derved påvirker sædcellens funktion. Det nye fund kan få betydning for forståelsen af mænds infertilitet.
På papiret ligner det mest af alt bare et godt gammeldags kapløb. Den sædcelle, der svømmer hurtigst, tager sejren og får lov at befrugte ægget. Helt så simpelt er det dog tilsyneladende ikke, for det lader til, at nogle celler måske knap kan finde den rigtige retning, og at nogen tror, de er ved målet lang tid før, end de er. Det afslører et nyt studie af sædcellers evne til at sanse de store forskelle mellem miljøet i mandens testikler og kvindens livmoderhals.
”Sædcellerne går fra et stille og fredeligt miljø hos manden til et væsentlig anderledes hos kvinden, hvor cellerne aktiveres og dermed sættes i stand til at finde og trænge ind i ægget. Vores forsøg viser, at sædcellernes calciumsansende receptor, CaSR, er afgørende for den proces, og at små forandringer i sensoren kan være afgørende for sædcellens funktion. Den viden kan først og fremmest være et hint til, hvorfor nogle mænd er infertile, men den kan potentielt også sætte os i stand til hurtigere og nemmere at finde årsagen,” forklarer en af studiets hovedforfattere, ph.d. Ida Marie Boisen fra Afdeling for Vækst og Reproduktion ved Rigshospitalet i København.
Rustet til rejsen
Selve befrugtning er det sidste trin i en kompleks række begivenheder, der starter med skabelsen og modningen af sædcellerne i mandens testikler og bitestikler. Efter modningen ligger cellerne i en slags dvale, hvor mange af cellernes systemer er sat ud af kraft. Den dvale brydes dog abrupt, når sædcellerne skydes afsted mod kvindens livmoder.
”Her udsættes sædcellerne bl.a. for en stigning i koncentrationer af calcium, men også store ændringer i mængden af magnesium, fosfat, bicarbonat og ikke mindst i pH-værdi. Det får sædcellerne til at gennemgå en række processer, der kræves til befrugtning, fx en hyperaktivering, der får cellerne til at svømme op imod ægget og til at udføre den såkaldte akrosomreaktionen, der gør det muligt for sædcellen at binde til og smelte sammen med ægget,” fortæller Ida Marie Boisen.
Især sædcellernes calciumfølsomme receptor CaSR menes at være essentiel for at hjælpe sædcellerne til at sanse de enorme ændringer i koncentrationer af calcium, magnesium og bicarbonat, som de udsættes for under modning, i mandens sædvædsken og senere i det kvindelige skede og livmoder. Imidlertid har forståelsen for, hvordan CaSR fungerer i sædceller, hidtil været nærmest ukendt.
”For at undersøge CaSR's rolle i sædcellerne målte vi, hvordan receptoren reagerede på flere af de stoffer, den naturligt er i kontakt med under rejsen mod ægget – og både stoffer, der tilsyneladende aktiverer og hæmmer sædcellerne. Vi afprøvede dem i sædceller dels fra sunde donorer og dels fra patienter med ændringer i CaSR-proteinet, som vi ved enten sænker eller forstærker proteinets funktion,” siger Ida Marie Boisen.
Hyperaktiv receptor
I de sunde sædceller virkede aktivatorerne af CaSR fuldstændigt som ventet, så de var med til at forstærke effekten af sædaktiverende signaler såsom respons på det mere bikarbonatholdige miljø i livmoderen samt selve akrosomreaktionen, hvor sædcellen skal smelte sammen med æggets overflade.
”Sådan var det hos mændene med sunde og normale sædceller, men vi så hos mændene med en funktionstabsændring i CaSR et nedsat respons på både de ændringer i bikarbonat og på calciumkoncentration, så ændringen i CaSR-receptoren har altså konsekvenser for de her sædceller,” forklarer Ida Marie Boisen.
CaSR-receptoren sætter måske sædcellerne i stand til at svømme i retning af den ændrede calciumkoncentration, og en svækkelse af receptoren fører altså måske til nedsatte svømmeevner. Disse var tilsyneladende intakte hos mændene med en hyperaktiveret receptor. Til gengæld har de tilsyneladende et andet og mindst lige så stort problem.
”Vores forsøg tyder på, at den overaktive receptor simpelthen fører til, at sædcellerne fornemmer, at de er ved ægget tidligere, end det egentlig er tilfældet, så de sætter gang i akrosomreaktionen, inden de er fremme ved ægget. Derfor vil de formentlig dø, før de når frem til målet,” fortæller Ida Marie Boisen.
De nye forsøg giver først og fremmest et nyt og vigtigt indblik i sædcellernes rejse og deres sansningsapparat, ligesom det giver et hidtil ukendt indblik i, hvordan koncentrationer af stoffer kan orientere sædcellerne, så de kan tænde og slukke for de nødvendige funktioner i cellerne. Selv om der først og fremmest er tale om fascinerende grundforskning, er der dog også umiddelbare anvendelser af den nye viden.
”CaSR er vigtig for sædceller til sansning af calcium, magnesium og bicarbonat. Da tab af denne funktion kan forringe den mandlige sædfunktion, kan vi potentielt bruge målinger af ændringer i CaSR-proteiner som en indikator for og ikke mindst forklaring på nogle mænds infertilitet, hvilket er vigtigt, da der hidtil har været alt for lidt viden om og forståelse for, hvorfor mænd har dårlig sædkvalitet. Her hjælper en logisk forklaring ofte på accepten af problemet,” slutter Ida Marie Boisen.
