4,702 people found this helpful – 111 Comments

By Professor Allan Pacey BSc, PhD, FRCOG – University of Sheffield

Aby poczęcie zakończyło się sukcesem, plemniki muszą odbyć najbardziej niezwykłą podróż przez ciała mężczyzn i kobiet. Jest to podróż, którą naukowcy dopiero od niedawna są w stanie zrozumieć w najdrobniejszych szczegółach, przy czym cały czas dokonywane są nowe odkrycia. Ten artykuł przedstawia zarys naszej obecnej wiedzy i wyjaśnia, co sprawia, że plemniki są zwycięskie, ale także dlaczego większość plemników nigdy nie jest w stanie tego zrobić.

Podróż plemników rozpoczyna się wewnątrz jąder. Mężczyźni zaczynają produkować spermę na początku okresu dojrzewania, w wieku około 12 lub 13 lat. Jest to proces, który wymaga nieco niższej temperatury, dlatego jądra wiszą na zewnątrz ciała mężczyzny. Nie jest to też proces szybki: produkcja plemników trwa około 70 dni. Dokładnie to, ile plemników schodzi z linii produkcyjnej, jest również kluczowe dla tego, jak płodny jest każdy mężczyzna.

W uproszczeniu, im większe jądra mężczyzny, tym większa liczba plemników produkowanych w jednostce czasu. Dzieje się tak dlatego, że wewnątrz większych jąder znajduje się więcej komórek prekursorowych spermy (zwanych spermatogoniami), które dzielą się i rozmnażają, a następnie przechodzą do tworzenia nowych plemników. Znajduje się tam również więcej skomplikowanych labiryntów kanalików i komórek opiekuńczych, które są kluczowe dla produkcji plemników. Mówiąc wprost, im większa fabryka, tym większa ilość produkowanego nasienia.

około 1000 plemników schodzi z linii produkcyjnej przy każdym uderzeniu serca

W typowym płodnym mężczyźnie, około 1000 plemników schodzi z linii produkcyjnej przy każdym uderzeniu serca. Jednakże, zanim będą one ostatecznie gotowe do uwolnienia, plemniki najpierw spędzają kolejny tydzień lub tak przechodząc przez długą, krętą rurkę zwaną najądrzem. Tutaj dodaje się im ostatecznych szlifów, w tym modyfikuje cząsteczki na ich powierzchni, które ostatecznie pomogą im w dotarciu do jajeczka. Ponadto, istnieją również pewne „poprawki” w maszynerii ogona, które pomogą im lepiej pływać, gdy nadejdzie czas.

Odkąd plemniki opuszczą najądrze, mogą pozostać żywe, zdrowe i nieruchome przez kilka tygodni w ciele mężczyzny, nie będąc uwolnione. Mężczyźni mają zdolność do przechowywania wielu miliardów plemników, ale jeśli plemniki są przechowywane zbyt długo, wtedy mogą zacząć się degenerować i umierać. Jest to naturalny proces mający na celu pozbycie się starych plemników. Jeśli jednak wytrysk nie zdarza się często, wówczas starsze, degenerujące się plemniki mogą uszkodzić nowsze plemniki opuszczające najądrza. Dlatego naukowcy zalecają mężczyznom wytrysk co dwa lub trzy dni, aby utrzymać zbiornik spermy w optymalnym stanie.

Gdy wytrysk w końcu nastąpi, około 250 milionów plemników przechowywanych jest napędzanych przez skurcze mięśni przez przewód zwany nasieniowodami, a następnie do przewodu przechodzącego w dół penisa (cewki moczowej), który ostatecznie prowadzi do świata zewnętrznego. To właśnie skurcze mięśni przyczyniają się do uczucia orgazmu, którego mężczyźni doświadczają podczas stosunku. Zazwyczaj podczas orgazmu z końca penisa wytryskuje kilka strumieni płynu. Większość plemników znajduje się w pierwszym wytrysku, a drugi i trzeci zawierają płyn z gruczołu krokowego i innych struktur zwanych pęcherzykami nasiennymi. To właśnie teraz plemniki zaczynają pływać po raz pierwszy.

Po wejściu do pochwy, plemniki muszą szybko uciec, jeśli mają przeżyć. Być może zaskakująco, środowisko pochwy jest dość kwaśne. Jest to ważny mechanizm obronny, który chroni ciało kobiety przed atakiem bakterii i wirusów w codziennym życiu. Jednak po stosunku seksualnym kwasy te szybko zabiłyby plemniki, gdyby płyny z prostaty i pęcherzyków nasiennych nie zapewniły im pewnej ochrony.

Dlatego w ciągu tych kilku minut bezpośrednio po wytrysku to najszybsze, najzdrowsze lub po prostu najszczęśliwsze plemniki mają wystarczająco dużo czasu, aby wypłynąć z pochwy i przedostać się do względnie bezpiecznej szyjki macicy. Wolne, zdeformowane lub pechowe plemniki pozostają w pochwie i szybko giną. Szyjka macicy kobiety działa jak niesamowity filtr i łatwo sobie wyobrazić, jak mężczyźni, którzy produkują zbyt mało „plemników penetrujących śluz” mogą mieć trudności z zajściem w ciążę ze swoją partnerką i w konsekwencji mogą cierpieć na bezpłodność.

tylko około 1 na 100 plemników ejakulowanych do pochwy kiedykolwiek trafi do względnego bezpieczeństwa szyjki macicy

Jako ogólna zasada kciuka, naukowcy uważają, że tylko około 1 na 100 plemników ejakulowanych do pochwy kiedykolwiek trafi do względnego bezpieczeństwa szyjki macicy. Jednak, aby uczynić sprawy bardziej skomplikowanymi, zależy to również od profilu hormonalnego kobiety i tego, jak blisko jest ona uwolnienia jajeczka ze swoich jajników. Tylko w ciągu tych kilku dni, bezpośrednio poprzedzających owulację, śluz szyjki macicy kobiety dopuszcza plemniki do środka. Poza tym płodnym oknem, nawet najsilniejszy i najszybszy plemnik nie będzie w stanie dostać się do środka.

Dowiedz się, kiedy jest twoje płodne okno z Kalkulatorem Owulacji.

Wejście do szyjki macicy to jednak dopiero początek podróży plemnika przez ciało kobiety. Następnym krokiem jest przedostanie się przez macicę do jednego z jajowodów. Chociaż jest to podróż tylko około 10 lub 12 centymetrów, istnieje wiele niebezpieczeństw po drodze.

Pierwszą przeszkodą dla plemników, które z powodzeniem wchodzą do macicy jest to, czy iść w lewo czy w prawo. Dzieje się tak dlatego, że kobiety mają dwa jajowody (po jednym z każdej strony), ale ponieważ tylko jeden z jajników uwolni jajeczko w danym miesiącu, plemniki muszą płynąć do tego właściwego. Pokonywanie drogi w dół jajowodu w kierunku jajnika, który nie zamierza uwolnić jajeczka, byłoby zmarnowaną podróżą! Na szczęście, aby zwiększyć szanse na to, że plemniki trafią we właściwe miejsce, ciało kobiety przychodzi na ratunek.

W skrócie, gdy jajo zbliża się do uwolnienia z jajnika, niektóre z hormonów, które są produkowane, aby pomóc jaju rosnąć, również dostają się do krwiobiegu kobiety. Te mięśnie spustowe w ścianie macicy najbliżej niej zaczynają rytmicznie kurczyć się w górę, powoli przesuwając plemniki delikatnie w kierunku wejścia do jajowodu po tej samej stronie. Ponieważ mięśnie po drugiej stronie (na której nie rośnie jajeczko) otrzymują mniej hormonów, nie kurczą się tak bardzo, co oznacza, że plemniki na ogół nie podążają w tamtym kierunku.

Jednakże dotarcie do otworu jednego z jajowodów kobiety, po tej stronie jej ciała, z której ma się pojawić jajeczko, to tylko część podróży. Tutaj ciało kobiety ma jeszcze jedną sztuczkę w rękawie. Chociaż wejście do jajowodu jest maleńkim otworem o szerokości zaledwie kilku główek plemników, działa on jak zawór, który wpuszcza do środka tylko niektóre plemniki. To znowu oznacza, że ciało kobiety wybiera plemniki, aby upewnić się, że tylko te najlepsze zbliżają się do jajeczka.

Naukowcy uważają, że plemniki są wybierane do wejścia do jajowodów na dwa sposoby. Po pierwsze, niektóre eksperymenty wykazały, że jeśli plemniki pływają zbyt nieregularnie, to nie są w stanie dostać się do środka. Plemniki, które pływają w ten sposób, zbliżają się do końca swojego życia, więc być może są wykluczane, ponieważ nie będą żyły wystarczająco długo, aby znaleźć jajo. Po drugie, istnieją pewne dowody na to, że plemniki posiadające pewne cząsteczki na swojej powierzchni również nie mogą dostać się do jajowodu. Nie jest jasne, jak to działa, ale ponownie pokazuje to, że nie każdy plemnik może ukończyć podróż. Z wielu milionów plemników, które zostały wytryśnięte do pochwy, tylko być może sto dostaje się tak daleko!

Odkąd wewnątrz jajowodów, plemniki są w stosunkowo bezpiecznym miejscu w porównaniu do reszty ich podróży do tej pory. Tutaj ciało kobiety pomaga im przetrwać i pozostać w zdrowym stanie aż do momentu, gdy jajo jest gotowe do uwolnienia. Na przykład, kilka badań sugeruje, że wewnątrz jajowodów, plemniki mają tendencję do przylegania do wewnętrznych ścianek czubkiem główki. Badania wykazały, że plemniki, które przyklejają się, żyją dłużej i mają lepszą jakość DNA w swoich główkach niż plemniki, które tego nie robią.

Niektórzy naukowcy uważają, że kiedy plemniki przyczepiają się i przyklejają do ścianek bocznych jajowodów, daje to ciału kobiety sygnał, aby powiedzieć, że plemniki w końcu przybyły. Inni sugerują, że kiedy plemniki są już przyklejone, nowe molekuły są produkowane przez komórki, które wyściełają wnętrze jajowodu, co może ostatecznie pomóc w zapłodnieniu lub rozwoju embrionu. Podczas gdy trudno jest wiedzieć na pewno, jedna rzecz jest jasna: jeśli plemniki mają zapłodnić jajo, muszą uwolnić się od ścian bocznych, jak tylko się pojawi.

Jak długo plemniki mogą pozostać przyklejone do ścian bocznych jajowodu jest niejasne. Aby jednak odciągnąć się od nich, zwiększają one rytm swojego ogona, co daje im dodatkowy ciąg. Ten rodzaj pływania nazywany jest hiperaktywacją i jest bardzo ważny w tych końcowych etapach podróży plemnika.

Odkąd plemniki uwolnią się od ścian bocznych, muszą pokonać drogę w dół jajowodu w kierunku jajnika, aby znaleźć jajo, które wkrótce pojawi się w innym kierunku. Nie jest całkowicie jasne, w jaki sposób tego dokonują, lecz prawdopodobnie wiąże się to z jednym lub obydwoma z następujących mechanizmów:

Po pierwsze, wewnątrz jajowodu prawdopodobnie zachodzi subtelna zmiana temperatury, która następuje po uwolnieniu jaja z jajnika. Eksperymenty laboratoryjne sugerują, że plemniki są „pozytywnie termotaksyczne”, co oznacza, że preferencyjnie płyną do cieplejszego miejsca. Zasugerowano, że po owulacji jest o jeden lub dwa stopnie Celsjusza cieplej w środku jajowodu (gdzie ostatecznie dotrze jajeczko), tak więc plemniki w naturalny sposób będą się tam kierować.

Po drugie, zasugerowano również, że plemniki są w stanie wykryć subtelne sygnały chemiczne, albo wysyłane przez jajeczko po jego uwolnieniu z jajnika, albo też uwalniane z jajnika w tym samym czasie, co jajeczko (być może w płynie, który kąpie rosnące jajeczko). Reakcja plemników na te sygnały nosi nazwę chemotaksji i jeśli jest prawdziwa, będzie potężnym atraktantem prowadzącym plemniki do jajeczka.

prawdopodobnie tylko pół tuzina plemników dotrze tak daleko!

W każdym razie, jeden lub oba te mechanizmy posłużą do upewnienia się, że w środku jajowodu znajduje się kilka plemników obecnych na czas, by pojawiło się jajo. Jest to ważne, ponieważ w porównaniu z plemnikami, jajeczko ma ograniczone życie i po uwolnieniu z jajnika będzie musiało zostać zapłodnione w ciągu kilku godzin, jeśli ma dojść do zapłodnienia. Dlatego też jest niezwykle ważne, aby plemniki dotarły do odpowiedniego miejsca w jajowodzie, zanim dotrze do niego jajeczko. Jednak prawdopodobnie tylko pół tuzina plemników dociera tak daleko!

W porównaniu z plemnikami, jajo jest dość dużą komórką – największą w ludzkim ciele. Ponadto, jest ono uwalniane z jajnika w otoczeniu chmury komórek zwanej cumulusem, przez którą plemniki muszą najpierw przeniknąć, zanim będą mogły dotrzeć i nawiązać kontakt z powierzchnią jaja. Aby pomóc plemnikom przedostać się przez cumulus, plemniki muszą ponownie użyć nieregularnego i frenetycznego stylu pływania (hiperaktywacja), którego używały do oderwania się od ścian bocznych jajowodu.

W tym momencie podróży plemników jest być może tylko jeden lub dwa plemniki blisko jaja i z jakąkolwiek szansą zapłodnienia go. Jednak dla plemników, którym się udało, pozostaje jeszcze jedna przeszkoda: jak dostać się do wnętrza jaja, gdy już dotrą do jego powierzchni. W pewnym stopniu pomoże w tym nadaktywne uderzenie ogonowe, które pomogło plemnikowi przedostać się przez ścianki jajowodu i chmurę komórek cumulus. Ale dodatkowa pomoc polega na tym, że na samej górze główki plemnika znajduje się woreczek z enzymami, który pęka, gdy tylko zwycięski plemnik zetknie się z zewnętrzną powierzchnią jaja.

Enzymy pomagają rozpuścić zewnętrzną błonę jaja, a w połączeniu z potężnymi uderzeniami ogona wspomagają plemniki w penetracji jaja i dostaniu się do środka. Po osiągnięciu tego celu, wewnątrz jaja zachodzi natychmiastowa reakcja chemiczna, która nagle utwardza błonę jaja i powstrzymuje inne plemniki przed podążaniem za nim. Jeśli dwa plemniki zapłodniłyby jajo, zawierałoby ono zbyt wiele chromosomów i w powstałym zamieszaniu rozwój embrionu nie mógłby nastąpić.

W ciągu następnych kilku godzin ogon plemnika zostaje odłączony (pozostaje na zewnątrz), a chromosomy wewnątrz główki plemnika oddzielają się i łączą z tymi z jaja, aby rozpocząć proces tworzenia nowego osobnika. W tym momencie podróż plemnika dobiega końca, ale podróż embrionu dopiero się zaczyna.

Zobacz, jak rozwija się wyścig zwycięskiego plemnika na naszej infografice

Kliknij poniższy obrazek, aby zobaczyć widok w większym formacie

Zamieść infografikę The Journey of Sperm na swojej stronie (skopiuj poniższy kod):

Zrób quiz o płodności

Zrób nasz quiz o płodności, aby sprawdzić swoją wiedzę na temat płodności! Quiz wiedzy o płodności

Co Cię zafascynowało w Podróży plemników? Proszę daj nam znać poniżej.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.