Progesteron weist Spermien den Weg zur Eizelle


Unendliche Weiten… (William Shatner wird heute 80 Jahre alt)

Führt man sich die Größenverhältnisse von Spermien und dem weiblichen Genitaltrakt vor Augen, dann liegt die Assoziation zu einem kleinen Raumschiff in den Weiten des Weltalls in der Tat nahe und man fragt sich, wie es die kleinen Schwimmer es schaffen, die Eizelle zu finden. Mit der Anzahl alleine ist es nicht zu erklären und auch nicht damit, dass die Spermien im Wesentlichen durch peristaltische Bewegungen von Gebärmutter und Eileitern zur Eizelle transportiert werden. Denn obgleich ihnen sie die Richtung vorgegeben wird, könnten Sie trotzdem an der Eizelle vorbeischwimmen.

Auch ist damit nicht erklärt, warum die Geschwindigkeit der Spermien zunimmt, je näher sie der Eizelle kommen. Diese „Hyperaktivierung“ genannte Beschleunigung der Spermienbewegung ist zum Eindringen in die Eizelle notwendig. Die Schlüsselrolle spielt dabei ein Protein namens CatSper1, wie wir hier schon vor einigen Jahren berichteten:

Catsper1 bildet im kopfnahen Bereich des Spermienschwanzes Kanäle durch dort vorhandene Zellmembranen aus und sorgt dafür, dass Kalzium in den Schwanz eines Spermiums fließen kann. Dort löst das Kalzium schnelle Bewegungen aus, die dem Samen genug Vortrieb verleihen, um in die Eizelle einzudringen. In Versuchen mit Mäusen konnte gezeigt werden, dass Samenzellen ohne CatSper eine schlechtere Beweglichkeit aufwiesen und nicht in die Eizelle eindringen können.

Darüber hinaus war bekannt, dass das Gelbkörperhormon Progesteron zu dieser Aktivierung der Eizellen beiträgt. Dieses Hormon wird kurz vor dem Eisprung von den Zellen, welche die Eizelle umgeben („Cumuluszellen“) produziert und scheinen die Schwimmrichtung und -schnelligkeit der Spermien zu beeinflussen.

Deutsche Wissenschaftler haben diese Erkenntnisse nun zusammengebracht, wie die Weltonline berichtet:

Sie 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 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 können. 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 Benjamin Kaupp. „Wenn es gelingt, die Reaktion mit dem Ionenkanal spezifisch zu stören, könnte man neue, noch besser verträgliche Verhütungsmittel entwickeln.“

Natürlich könnten sich auch gegenteilige Anwendungen ergeben, mit denen sich die Beweglichkeit der Spermien verbessern ließe.

Strünker T, Goodwin N, Brenker C, Kashikar ND, Weyand I, Seifert R, Kaupp UB
The CatSper channel mediates progesterone-induced Ca2+ influx in human sperm.
Nature. 2011 Mar 17;471(7338):382-6.


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Kommentar

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4 Kommentare
  1. Elmar Breitbach
    Stolbist schreibt

    Sehr spannende Artikel! Welche Lösung gibt es dann, wenn die Frau ein Progesteron Mangel hat und auf HI angewiesen ist (Kryospermien habe ja sowieso sehr kurze Überlebenszeit von 8 Stunden)? Und- das gibt`s auch- auf künstl. Progesteron-Gabe sehr schlecht reagiert?

  2. Elmar Breitbach
    Elmar Breitbach schreibt

    Die beste Lösung wäre dann (vorausgesetzt, Ihre Theorie stimmt), dass man versucht, die eigene Progesteron-Produktion zusätzlich anzuregen. Das gelingt am besten mit einer hormonellen Stimulation und Ovulationsauslösung, da dies ja auch einen Einfluss auf die spätere Funktion des Gelbkörpers hat.

  3. Elmar Breitbach
    Buntspecht schreibt

    So hundertprozentig habe ich das noch nicht verstanden.

    Die Eizelle selbst ist doch keine Progesteronquelle, und sie befindet sich nach meinem Verständnis zum Zeitpunkt der Befruchtung auch nicht mehr in unmittelbarer Nähe des Gelbkörpers.

    Wie kann es also sein, dass eine Progesteronfreisetzung aus dem Gelbkörper die Spermien zielgerichtet zur Eizelle treibt?

    Vermutlich unterliege ich da irgendeinem Denkfehler …

  4. Elmar Breitbach
    Elmar Breitbach schreibt

    Die Cumuluszellen umgeben die Eizelle auch noch nach dem Eisprung und lösen sich erst später. Und die Cumuluszellen produzieren das Progesteron. Der Hauptteil verbleibt jedoch im Follikel -> Gelbkörper