Deutsche Forscher sind den Ursachen der Zielstrebigkeit von Spermien auf die Spur gekommen: Ein spezielles Steuerungssystem in den Samenzellen wird durch das weibliche Hormon Progesteron aktiviert, das der Eizelle als Lockstoff dient. Der Botenstoff lässt in Spermien demnach die Kalzium-Konzentration ansteigen, was das Schlagmuster des Schwanzes verändert und die Spermien so ans Ziel steuert. Diese Erkenntnisse seien auch aus Sicht der medizinischen Praxis wichtig, sagen die Wissenschaftler: Das Steuerungssystem der Spermien könnte ein lohnendes Ziel für die Entwicklung von neuen Verhütungsmitteln – der “Pille für den Mann” -, aber auch für Therapien gegen Unfruchtbarkeit sein.
Dass Spermien bei ihrer Suche nach der Eizelle nicht ziellos umherirren, ist bereits lange bekannt: Die Eizelle selbst zeigt den wuselnden Samenzellen über den Botenstoff Progesteron, wo?s lang geht. Neben dieser anziehenden Wirkung hat Progesteron auch noch einen weiteren Effekt: Bei hoher Konzentration, in unmittelbarer Nähe zur Eizelle, löst es bei den Spermien den Turbo-Gang aus und lässt sich heftiger mit ihren Fortbewegungsorganen schlagen – ein Mechanismus, der wichtig ist, um die Eihülle zu durchdringen. Bisher war allerdings unklar, wie genau das Hormon diese Reaktion in den Spermien auslöst.
Die Bonner Wissenschaftler haben nun entdeckt, dass Progesteron direkt an die sogenannten CatSper-Kanäle bindet – Eiweißstrukturen, die eine Öffnung bilden. Sie existieren ausschließlich in der Membran des Spermienschwanzes und dienen in der Zellhülle als Schleusen für Ionen. Diese geladenen Teilchen sind für viele Abläufe in Körperzellen Start- und Stoppsignale oder wichtige Steuerelemente. Das Hormon Progesteron öffnet den Forschern zufolge diese CatSper-Kanäle, so dass positiv geladene Kalzium-Ionen ins Innere gelangen. Das lässt die Kalzium-Konzentration ansteigen. In der Folge ändern sich die Schlagbewegungen des Spermienschwanzes, was letztendlich die Samenzelle in die Richtung der Progesteronquelle treibt.
“Dass Progesteron direkt die CatSper-Kanäle aktiviert, ist medizinisch von großer Bedeutung”, sagt Studienleiter Benjamin Kaupp. “Wenn es gelingt, die Reaktion mit dem Ionenkanal spezifisch zu stören, könnte man neue, noch besser verträgliche Verhütungsmittel entwickeln.” Von der aktuellen wissenschaftlichen Erkenntnis bis zum innovativen Verhütungsmittel sei es jedoch noch ein weiter Weg.
Benjamin Kaupp (Forschungszentrum caesar, Bonn) et al: Nature, doi: 10.1038/nature09769 dapd/wissenschaft.de – Martin Vieweg
