Zink und pH-Wert steuern Beweglichkeit der Spermien


Es ist seit längerem bekannt, dass die Beweglichkeit von Spermien von dem pH-Wert im Inneren der Zelle abhängt. Im Nebenhoden, wo sie auf ihren Einsatz warten, sind sie zunächst recht unbeweglich, um dann nach Erreichen des weiblichen Genitaltrakts an Geschwindigkeit zu gewinnen und das Rennen zur Eizelle aufzunehmen.

Verantwortlich für diese Prozesse sind Kanäle in der Zellmembran der Spermien, die Protonen ausschleusen und so den inneren pH-Wert erhöhen. Offenbar werden diese durch die äußere Umgebung ausgelöst, wobei ein perfektes zeitliches Zusammenspiel von Bedeutung ist.

Yuriy Kirichok von der University of California in San Francisco hat einen Teil der Fragen nun möglicherweise klären können und vermutet, dass seine Studienergebnisse eine Basis für eine medikamentöse Verbesserung der Spermienbeweglichkeit sein könnte und natürlich ebenso für die Verhütung.

Sie untersuchten den Protonen-Fluss in den Membranen der Spermienschwänze mit Methoden, die man auch in Experimenten mit Nervenzellen verwendet („patch clamping“). Dabei fanden sich insbesondere im Schwanz des Spermiums viele Protonenkanäle (Hv1-Kanäle genannt). Die Aktivität dieser Kanäle in den Zellmembranen wird vor allem durch den pH-Wert und die Zink-Konzentration außerhalb der Spermien gesteuert.

Zink und pH-Wert steuern die Beweglichkeit der Spermien

Hohe Zinkkonzentrationen, wie man sie im männlichen Genitaltrakt findet, verhindert das vorzeitige Öffnen der Protonenkanäle. Erreichen die Spermien den weiblichen Genitaltrakt werden durch den deutlichen Abfall der Zinkkonzentration und den Anstieg des pH-Wertes in der Umgebung der Spermien die Kanäle geöffnet und die Beweglichkeit der Samenzellen erhöht. Grundsätzlich ein sinnvolles Arrangement, denn dadurch wird die Motilität erst dann in Gang gebracht, wenn die Spermien auch vorwärtskommen sollen.

Verhindert Frühstarts

„Man kann sich vorstellen, dass bei Männern mit einem Mangel an Zink die Aktivierung der Spermien zu früh erfolgt und damit vorzeitig zuviel Energie verbraucht wird, die ihnen für die spätere Reise fehlt.“

Außerdem reagiert der Protonenkanal auch auf Substanz Anandamid (Arachidonylethanolamid), die sich in hohen Konzentrationen in der Nähe der Eizelle nachweisen lässt und den Endspurt der Spermien auslöst. Das Problem hierbei ist, dass THC – der Wirkstoff, der in Cannabis vorhanden ist – an die gleichen Rezeptoren wie Anandamid bindet. Dadurch kann es bereits im Hoden, also lange vor der Zeit, zu einer Aktivierung der Spermien kommen. Wenn diese dann wirklich gefordert sind, haben sie ihre Energien bereits verbraucht und bewegen sich nur noch unzureichend, wie es auch in einer anderen Studie vor ein paar Jahren bereits in einem Experiment nachgewiesen werden konnte . Erste Ansätze zur Verbesserung der Spermienqualität ergeben sich also aus dieser Studie bereits:

  • Cannabis-Konsum schadet der Fruchtbarkeit
  • Zinkmangel sollte behoben werden

Wobei zu sagen ist, dass bestimmte Vitamine und Spurenelemente bereits seit längerem in Verdacht stehen, die Beweglichkeit der Spermien verbessern zu können, wie auch hier in einem Artikel bereits vor längerer Zeit beschrieben, beweisende Studien für die positive Wirkung jedoch weiterhin ausstehen

P. Lishko, I. Botchkina, A. Fedorenko, Y. Kirichok
Acid Extrusion from Human Spermatozoa Is Mediated by Flagellar Voltage-Gated Proton Channel
Cell, Volume 140, Issue 3, Pages 327-337

Via Twitter (@fabianseyfried)


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