4 702 personer tyckte att detta var till hjälp – 111 kommentarer

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

För en lyckad befruktning måste spermier göra den mest anmärkningsvärda resan genom mäns och kvinnors kroppar. Det är en resa som forskarna först nyligen har kunnat förstå i detalj, och nya upptäckter görs hela tiden. Den här artikeln redogör för vår nuvarande kunskap och förklarar vad som gör en vinnande spermie till en vinnande spermie, men också varför majoriteten av spermierna aldrig klarar sig överhuvudtaget.

Speriernas resa börjar inne i testiklarna. Männen börjar producera spermier i början av puberteten vid cirka 12 eller 13 års ålder. Det är en process som kräver en något svalare temperatur, vilket är anledningen till att testiklarna hänger utanför männens kropp. Det är inte heller en snabb process: produktionen av spermier tar cirka 70 dagar. Exakt hur många spermier som kommer från produktionsbandet är också avgörande för hur fertil varje man är.

Enklare uttryckt, ju större en mans testiklar är, desto större är antalet spermier som produceras per tidsenhet. Detta beror på att det inuti större testiklar finns fler av spermiernas föregångsceller (så kallade spermatogonier) som delar sig och förökar sig och fortsätter att göra nya spermier. Det finns också fler av de invecklade labyrinter av rör och amningsceller som är viktiga för produktionen av spermier. Helt enkelt, ju större fabrik desto större mängd spermier produceras.

Omkring 1 000 spermier rullar av produktionsbandet med varje hjärtslag

I en typisk fertil man rullar omkring 1 000 spermier av produktionsbandet med varje hjärtslag. Men innan de slutligen är redo att släppas ut tillbringar spermier först ytterligare en vecka eller så och passerar genom ett långt slingrande rör som kallas epididymis. Här läggs sista handen vid dem, bland annat genom att modifiera molekylerna på deras yta som i slutändan kommer att vara till hjälp när de når ägget. Dessutom finns det också några ”finjusteringar” i svansens maskineri som kommer att hjälpa dem att simma bättre när det är dags.

När spermierna lämnar epididymis kan de förbli levande, friska och orörliga i flera veckor i mannens kropp utan att släppas ut. Män har kapacitet att lagra många miljarder spermier, men om spermier lagras för länge kan de börja degenerera och dö. Detta är en naturlig process som är utformad för att göra sig av med gamla spermier. Men om utlösning inte sker ofta kan äldre degenererande spermier skada nyare spermier som lämnar epididymis. Därför rekommenderar forskarna att männen ejakulerar varannan eller var tredje dag för att hålla spermiereservoaren i optimalt skick.

När ejakulationen äntligen inträffar drivs cirka 250 miljoner av de spermier som lagras med hjälp av muskelsammandragningar genom ett rör som kallas vas deferens och sedan in i röret som passerar nerför penisen (urinröret) och som så småningom leder ut till omvärlden. Det är muskelsammandragningarna som bidrar till den orgasmkänsla som män upplever under samlag. Vanligtvis sprutar det flera gånger vätska från penisändan vid orgasmen. Majoriteten av spermierna finns i den första spurten, medan den andra och tredje innehåller vätska från prostatakörteln och andra strukturer som kallas för sädesblåsor. Det är nu som spermierna börjar simma för första gången.

När de väl är inne i slidan måste spermierna fly snabbt om de ska överleva. Kanske överraskande är miljön i slidan ganska sur. Detta är en viktig försvarsmekanism för att skydda kvinnors kroppar från angrepp av bakterier och virus i vardagen. Efter samlag skulle dock dessa syror också snabbt döda spermier om inte vätskorna från prostata och sädesblåsor gav dem ett visst skydd.

I de få minuterna omedelbart efter utlösning är det därför de snabbaste, friskaste eller helt enkelt lyckligaste spermierna som hinner simma ut ur slidan och in i livmoderhalsens relativa säkerhet. Långsamma, missbildade eller oturliga spermier lämnas kvar i slidan och dör snabbt. En kvinnas livmoderhals fungerar som ett fantastiskt filter och det är lätt att förstå hur män som producerar för få ”slemgenomträngande spermier” kan få svårt att göra sin partner gravid och kan därför drabbas av infertilitet som en följd av detta.

Endast cirka 1 av 100 av de spermier som ejakuleras i slidan kommer någonsin att nå fram till livmoderhalsens relativa säkerhet

Som en allmän tumregel tror forskarna att endast cirka 1 av 100 av de spermier som ejakuleras i slidan någonsin kommer att nå fram till livmoderhalsens relativa säkerhet. Men för att göra saken mer komplicerad beror detta också på kvinnans hormonprofil och hur nära hon är att frigöra ett ägg från sina äggstockar. Det är bara under de få dagarna omedelbart före ägglossningen som kvinnans slem i livmoderhalsen tillåter spermier att komma in. Utanför detta fertila fönster är det omöjligt för även de starkaste och snabbaste spermierna att ta sig in.

Lär dig när ditt fertila fönster är med ägglossningsräknaren.

Att ta sig in i livmoderhalsen är dock bara början på spermiernas resa genom en kvinnas kropp. Nästa steg är hur den ska ta sig genom livmodern och in i en av äggledarna. Även om det är en resa på bara cirka 10 eller 12 centimeter finns det ett antal faror längs vägen.

Det första hindret för spermier som lyckas ta sig in i livmodern är om de ska gå till vänster eller höger. Detta beror på att kvinnor har två äggledare (en på vardera sidan), men eftersom endast en av hennes äggstockar kommer att släppa ut ett ägg under en viss månad måste spermier simma in i den högra. Att ta sig ner i en äggledare mot en äggstock som inte kommer att släppa ut ett ägg skulle vara en bortkastad resa! Tack och lov kommer kvinnans kropp till undsättning för att öka oddsen för att spermierna ska hamna rätt.

I korthet, när ägget närmar sig att frigöras från äggstocken, kommer några av de hormoner som produceras för att hjälpa ägget att växa också in i kvinnans blodomlopp. Dessa utlösande muskler i livmoderns vägg närmast börjar rytmiskt dra sig samman uppåt, vilket sakta förflyttar spermier försiktigt mot ingången till äggledaren på samma sida. Eftersom musklerna på den andra sidan (där det inte växer något ägg) får färre hormoner drar de inte ihop sig lika mycket, vilket innebär att spermier i allmänhet inte går i den riktningen.

Att ta sig fram till öppningen av en av kvinnans äggledare, på den sida av hennes kropp där ägget är på väg att dyka upp från, är dock bara en del av resan. Här har kvinnans kropp ett annat trick i rockärmen. Även om ingången till äggledaren är en liten öppning som bara är några spermiehuvuden bred, fungerar den som en ventil som bara släpper in vissa spermier. Detta innebär återigen att kvinnans kropp väljer ut spermier för att se till att endast de bästa kommer nära ägget.

Vetenskapsmännen tror att spermier väljs ut för att komma in i äggledarna på två sätt. För det första har vissa experiment visat att om spermierna simmar för oregelbundet kan de inte komma in. Spermier som simmar så här närmar sig slutet av sitt liv och därför kanske de utesluts eftersom de inte kommer att leva tillräckligt länge för att hitta ett ägg. För det andra finns det vissa bevis för att spermier med vissa molekyler på ytan inte heller kan komma in i äggledaren. Exakt hur detta fungerar är oklart, men återigen visar det att inte vilken spermie som helst kan fullfölja resan. Av de många miljoner spermier som ejakuleras in i slidan är det bara kanske hundra som kommer så här långt!

När spermierna väl är inne i äggledarna befinner de sig på en relativt säker plats i jämförelse med resten av deras resa hittills. Här hjälper kvinnokroppen dem att överleva och förbli i ett friskt tillstånd tills ägget är redo att släppas ut. Flera forskningsstudier tyder nu till exempel på att spermier inne i äggledarna tenderar att fastna vid innerväggarna med huvudets spets. Studier har visat att spermier som fastnar tenderar att leva längre och ha DNA av bättre kvalitet i huvudet än spermier som inte gör det.

En del forskare tror att när spermier fäster och fastnar på sidoväggarna i äggledaren ger detta kvinnans kropp en signal om att spermier äntligen har anlänt. Andra har föreslagit att när spermier fastnar produceras nya molekyler av de celler som kantar insidan av äggledaren, vilket i slutändan kan bidra till befruktning eller embryoutveckling. Även om det är svårt att veta säkert är en sak klar: om spermier ska befrukta ett ägg måste de frigöra sig från sidoväggarna så snart det dyker upp.

Hur länge spermier kan sitta fast vid sidoväggarna i äggledaren är oklart. Men för att dra sig loss ökar de slaget på sin svans för att ge dem extra dragkraft. Denna typ av simning kallas hyperaktivering och är mycket viktig i dessa slutskeden av spermiernas resa.

När de väl är fria från sidoväggarna måste spermierna sedan ta sig ner genom äggledaren i riktning mot äggstocken för att hitta ett ägg som inom kort kommer att komma åt andra hållet. Exakt hur de gör detta är inte helt klarlagt, men troligen involverar det en eller båda av följande mekanismer:

För det första sker det inne i äggledaren troligen en subtil temperaturförändring som inträffar när ägget frigörs från äggstocken. Experiment i laboratoriet tyder på att spermier är ”positivt termotaxiska”, vilket innebär att de föredrar att simma till en varmare plats. Det har föreslagits att det efter ägglossningen är en eller två grader Celsius varmare i mitten av äggledaren (där ägget så småningom kommer att hamna), så spermier kommer naturligt att ta sig dit.

För det andra har det också föreslagits att spermier kan uppfatta subtila kemiska signaler, som antingen avges av ägget när det väl släpps ut från äggstocken eller som släpps ut från äggstocken samtidigt som ägget (kanske i vätskan som badar det växande ägget). Spermiernas svar på dessa signaler kallas kemotaxis och om det stämmer kommer det att vara en kraftfull attraktionsfaktor som leder spermierna till ägget.

Sannolikt är det bara ett halvt dussin spermier som någonsin kommer så här långt!

Hursomhelst kommer en eller båda dessa mekanismer att tjäna till att se till att det finns ett fåtal spermier närvarande i mitten av äggledaren i tid för att ägget ska dyka upp. Detta är viktigt eftersom ägget, i jämförelse med spermier, bara har ett begränsat liv och när det väl har frigjorts från äggstocken måste det befruktas inom några timmar för att en befruktning ska kunna ske. Därför är det avgörande att spermierna kommer till rätt plats i äggledaren innan ägget anländer. Troligen är det dock bara ett halvt dussin spermier som någonsin kommer så långt!

I jämförelse med spermier är ägget en ganska stor cell – den största i människokroppen. Dessutom släpps det ut från äggstocken omgivet av ett moln av celler som kallas cumulus, genom vilket spermierna först måste tränga igenom innan de kan nå och få kontakt med äggets yta. För att hjälpa spermierna att ta sig igenom cumulus måste spermierna återigen använda den oberäkneliga och frenetiska simstil (hyperaktivering) som de använde för att dra sig loss från äggledarens sidoväggar.

I den här punkten i spermiernas resa finns det kanske bara en eller två spermier som befinner sig nära ägget och som har någon chans att befrukta det. För de framgångsrika spermierna återstår dock ytterligare ett hinder: hur de ska ta sig in i ägget när de väl har nått äggets yta. I viss mån kommer det hyperaktiverade svansslaget som hjälpte spermierna att ta sig loss från äggledarens sidoväggar och genom molnet av cumulusceller att hjälpa till även här. Men för ytterligare hjälp finns det en påse med enzymer på toppen av spermiehuvudet som sprängs när den vinnande spermien kommer i kontakt med äggets yttre yta.

Enzymerna hjälper till att lösa upp äggets yttre membran och i kombination med de kraftfulla stjärtstötarna hjälper spermien att tränga in i ägget och ta sig in i det. När detta väl är uppnått sker en omedelbar kemisk reaktion inne i ägget som plötsligt härdar äggmembranet och hindrar andra spermier från att följa efter. Om två spermier skulle befrukta ägget skulle ägget då innehålla för många kromosomer och i den resulterande förvirringen skulle embryoutvecklingen misslyckas.

Under de följande timmarna lossnar spermiernas svans (den stannar utanför) och kromosomerna inne i spermiehuvudet separeras och radas upp med kromosomerna från ägget för att påbörja processen att bilda en ny individ. Vid denna tidpunkt är spermiernas resa avslutad, men embryots resa har precis börjat.

Se hur tävlingen för den vinnande spermien utspelar sig i vår infografik

Klicka på bilden nedan för att se en större bild

Inbädda infografiken The Journey of Sperm på din webbplats (kopiera koden nedan):

Tävla fertilitetsfrågesporten

Tävla i vår fertilitetsfrågesport för att testa dina kunskaper om fertilitet! Frågan om fertilitetskunskap

Vad tyckte du var fascinerande med Journey of Sperm? Låt oss veta nedan.

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras.