محققان دانشگاه ایالتی میشیگان(MSU) یک «سوئیچ مولکولی» را شناسایی کرده‌اند که اسپرم را برای حرکت نهایی به سمت تخمک، شارژ می‌کند.

اسپرم پستانداران قبل از انزال، در حالت کم‌انرژی باقی می‌ماند و هنگامی که داخل دستگاه تناسلی زنان می‌شود، فعال می‌شود، سریع تر شنا می‌کند و دستخوش تغییرات غشایی می‌شود که لقاح را ممکن می‌کند.

در حالی که دانشمندان زمان‌ها گمان می‌کردند که این تبدیل انرژی کلید تشکیل همانند است، تا بحال اشکار نبوده است که اسپرم چطور این انتقال را فراهم می‌کند.

بالباخ(Balbach) ​​و تیمش که با مؤسسه «ون اندل»(Van Andel) و مرکز سرطان مموریال اسلون کترینگ(Memorial Sloan Kettering Cancer Center) همکاری می‌کنند، یک تکنیک تخصصی برای ردیابی متابولیسم گلوکز درون اسپرم تشکیل کردند.

گلوکز به گفتن سوخت مهم عمل می‌کند و محققان مسیر شیمیایی آن را جستوجو کردند تا ببینند چطور تشکیل انرژی افزایش می‌یابد.

بالباخ می‌گوید: می‌توانید این رویکرد را همانند رنگ‌آمیزی سقف یک خودروی به رنگ صورتی روشن و سپس جستوجو کردن آن ماشین در ترافیک با منفعت گیری از پهپاد در نظر بگیرید. در اسپرم فعال‌شده، ما ناظر حرکت زیاد سریع تر این خودروی رنگ‌شده در ترافیک بودیم و در عین حال مسیر مشخصی را ترجیح می‌دادیم و حتی می‌توانستیم ببینیم که ماشین در کدام تقاطع‌ها گیر می‌کند.

نتایج آنها نشان داد که یک آنزیم کلیدی موسوم به آلدولاز(aldolase)، نقشی حیاتی در تبدیل گلوکز به انرژی دارد. محققان این چنین کشف کردند که اسپرم حتی قبل از اغاز سفر خود به ذخایر سوخت داخلی دسترسی اشکار می‌کند، جزئیاتی که به توضیح توانایی آنها در نگه داری حرکت در مسافت‌های طویل پشتیبانی می‌کند.

از تحقیقات باروری تا پیشگیری از بارداری

تحقیقات قبلی «بالباخ» ​​پیش از این به پتانسیل پیشگیری از بارداری با مقصد قرار دادن متابولیسم اسپرم اشاره کرده می بود. وی نشان داد که مسدود کردن یک آنزیم حیاتی اسپرم می‌تواند موش‌های نر را به طور موقت نابارور کند.

این کشف علتایجاد علاقه به نسل جدیدی از داروهای ضدبارداری غیر هورمونی مردانه شد که بدون تحول سطح تستوسترون یا تشکیل ناباروری طویل‌زمان عمل می‌کنند.

بالباخ می‌گوید: تعداد بسیاری از انواع سلول‌ها این تحول سریع از حالت‌های انرژی پایین به بالا را توانایی می‌کنند و اسپرم راهی ایده‌آل برای مطالعه این چنین برنامه‌ریزی مجدد متابولیکی است.

او گفت: فهمیدن بهتر متابولیسم گلوکز در طول فعال‌سازی اسپرم، قدم اول مهمی می بود و اکنون مقصد ما فهمیدن چگونگی تعمیم یافته‌های ما به گونه‌های دیگر، همانند اسپرم انسان است.

یافته‌های این تیم فراتر از تشکیل همانند است. با دقت به این که از هر ۶ نفر در سراسر جهان، یک نفر تحت تأثیر ناباروری قرار دارد، فهمیدن متابولیسم اسپرم می‌تواند آزمایش‌های تشخیصی را بهبود بخشد و مقدار پیروزی در فناوری‌های پشتیبانی باروری را افزایش دهد.

به سوی کنترل بارداری بر پایه تقاضا برای مردان

داروهای ضدبارداری سنتی مردانه بر مسدود کردن تشکیل اسپرم تمرکز دارند، اما این رویکرد هفته‌ها طول می‌کشد تا مؤثر واقع شود و زیاد تر به هورمون‌ها متکی است.

کار «بالباخ» ​​یک جانشین را نظر می‌کند؛ یک داروی ضدبارداری بر پایه تقاضا برای متابولیسم که با مهار آنزیم‌های کلیدی دخیل در پردازش گلوکز، فعالیت اسپرم را به طور موقت متوقف می‌کند.

بالباخ می‌گوید: اکنون نزدیک به ۵۰ درصد از کل بارداری‌ها برنامه‌ریزی نشده می باشند و این به مردان گزینه‌ها و اختیار بیشتری در باروری‌شان می‌دهد. به همین ترتیب، این کار برای افرادی که از راه حلهای پیشگیری از بارداری زنانه منفعت گیری می‌کنند که مبتنی بر هورمون است و زیاد مستعد عوارض جانبی است، آزادی بیشتری فراهم می‌کند.

«بالباخ» ​​تصمیم دارد به بازدید چگونگی منفعت گیری اسپرم از سوخت‌های گوناگون همانند گلوکز و فروکتوز برای فراهم نیازهای انرژی ادامه دهد.

امید است که فهمیدن این آنزیم‌های کنترل‌کننده‌ جریان خون در نهایت تبدیل گزینه‌های ایمن و برگشت‌پذیر پیشگیری از بارداری برای مردان و زنان شود.

«بالباخ» ​​افزود: من شوق‌زده‌ام که ببینم چه چیزهای فرد دیگر می‌توانیم اشکار کنیم و چطور می‌توانیم این اکتشافات را به کار ببریم.

این مطالعه در مجله National Academy of Sciences انتشار شده است.