Американские исследователи при помощи экспериментов на микрофлюидном устройстве выяснили, что сужения канала, аналогичного тому, по которому двигаются сперматозоиды к яйцеклетке в репродуктивном тракте женщины, обеспечивают эффективное разделение клеток по скорости. Пройти могут только клетки, скорость которых превышает определенное значение. Таким образом может осуществляться дополнительный контроль качества спермы, говорится в статье, опубликованной в Science Advances.У млекопитающих в процессе овуляции из яичника в половые пути обычно выходит только одна яйцеклетка, в то же время за ее оплодотворение конкурируют до ста миллионов сперматозоидов. Очевидно, что первыми достичь цели могут самые быстрые сперматозоиды (именно поэтому важным показателем качества спермы является подвижность клеток).
В женском репродуктивном тракте для сперматозоидов создаются дополнительные препятствия, в частности, им приходится двигаться против обратного тока жидкости, который создается при помощи вязкой субстанции, выделяемой стенками половых путей.Американские исследователи показали, что неоднородность поверхности стенок репродуктивного тракта, в частности, локальные сужения, также усиливает конкуренцию между сперматозоидами и способствует отбору самых подвижных клеток. Ученые из Корнеллского университета (США) спроектировали микрофлюидное устройство, имитирующее сужение репродуктивного тракта, ширина которого варьировала от 300 до 30 микрометров.
В изогнутом канале характер тока жидкости отличается от тока в прямом канале, и сперматозоидам сложнее его преодолевать.Как показали эксперименты на бычьей и человеческой сперме, подобные сужения играют роль ворот, пропускающих только сперматозоиды со скоростью не ниже определенного значения. Таким образом, неоднородность стенок половых путей обеспечивает своеобразный контроль качества спермы. Тем не менее, у более медленных сперматозоидов тоже остается шанс — перед сужением они начинают двигаться по сложной траектории между стенками канала и в итоге выстраиваются перед «воротами», причем впереди оказываются более быстрые, а позади остаются самые медленные.
Слишком низкая подвижность сперматозоидов — одна из основных проблем мужского бесплодия. Чтобы ускорить клетки, исследователи придумали, например, облачать их в наноспирали, которые начинают двигаться под действием магнитного поля. Кроме подвижности, важную роль играет концентрация клеток в сперме.
Согласно результатам международного исследования, за последние 40 лет концентрация сперматозоидов в сперме мужчин из США, Европы и Австралии упала почти на 60 процентов. При этом у мужчин из других регионов среднее количество сперматозоидов не изменилось или даже возросло. Любопытно, что более здоровой спермой, судя по недавнему исследованию, обладают курильщики марихуаны.
Впрочем, неясно, влияют ли на этот показатель компоненты конопли, или обладатели высококачественной спермы, которая также коррелирует с высокими концентрациями тестостерона в организме, просто более склонны к рискованному поведению.
