Основная статья: Беременность и роды
Строение
Сперматозоид в разрезе. В головке содержится весь генетический материал
Сперматозоиды под микроскопом
Зачатие
Научное открытие: Сперматозоид и яйцеклетка соединяются словно ключ и замок
17 октября 2024 года австрийские специалисты из Научно-исследовательского института молекулярной патологии в Вене сообщили о том, что им удалось идентифицировать ключевой механизм, позволяющий сперматозоиду проникнуть в яйцеклетку. Говорится, что решающее значение для процесса оплодотворения имеет особая схема «замок — ключ».
Оплодотворение начинается, когда сперматозоиды, стимулируемые химическими сигналами, направляются к яйцеклетке. Достигнув цели, они связываются с поверхностью яйцеклетки, инициируя слияние генетического материала для образования зиготы. Однако точные молекулярные механизмы, обеспечивающие это важное взаимодействие, оставались неясными. В новой работе исследователи использовали программу AlphaFold на базе искусственного интеллекта, разработанную подразделением Google DeepMind. Это позволило пролить свет на фундаментальные аспекты процесса оплодотворения, характерные для всех позвоночных.
Соединение сперматозоида и яйцеклетки словно ключ и замок
Ученые обнаружили, что два ранее известных белка, связанных с фертильностью, на поверхности сперматозоидов — Izumo1 и Spaca6 — взаимодействуют не только друг с другом, но и с третьим, ранее неизвестным белком, который получил обозначение Tmem81. Комплекс из этих трех компонентов действует как своеобразный «ключ», служащий для отпирания «замка» на поверхности яйцеклетки.Обзор российского рынка банковской цифровизации: импортозамещение, искусственный интеллект и собственные экосистемы 6.3 т
Эксперименты на рыбках данио и мышах показали, что нарушение работы системы из Izumo1, Spaca6 и Tmem81 провоцирует бесплодие у самцов обоих видов. Полученные результаты, как отмечается, открывают новые возможности для разработки перспективных методов лечения бесплодия у людей. Говорится также, что трехкомпонентный комплекс сперматозоидов эволюционно сохранился у всех позвоночных, тогда как взаимодействующие с ним белки яйцеклеток изменились у разных видов.[1]
Как сперматозоиды понимают куда им двигаться
Основная статья: Реотаксис
Как сперматозоид проникает в яйцеклетку
Для успешного зачатия в матку должно проникнуть не менее 10 миллионов сперматозоидов. Практически все они встречаются с яйцеклеткой, но внутрь проникает лишь один. Всё дело в том, что после встречи с яйцеклеткой сперматозоидам еще нужно преодолеть определенные барьеры.
Непосредственно, для осуществления слияния с яйцеклеткой сперматозоид должен пройти две оболочки: лучистый венец и блестящую оболочку. Для преодоления лучистого венца — слоя клеток, окружающих яйцеклетку, сперматозоид использует специальный фермент, расположенный на поверхности головки и расщепляющий структуры, соединяющие клетки лучистого венца.
Один сперматозоид не способен разрушить лучистый венец, требуется воздействие 300 сперматозоидов для разрыхления и рассеивания клеток лучистого венца. Сперматозоид, который первым доберется до блестящей оболочки, вероятнее всего осуществит оплодотворение. Если он окажется дефектным, то оплодотворение не состоится.
Таким образом, к яйцеклетке добираются 10 миллионов мужских половых клеток, но проникает внутрь всего одна - самая везучая.
На видео ниже прототип устройства 2019 года, которое может доставлять сперматозоиды
(с дефектами движения) к яйцеклетке.
Такие работы приближают нас к решению проблемы бесплодия.
Сперматозоид определяет пол ребёнка
Пол ребенка определяется сразу, как только яйцеклетка оплодотворяется. У людей пол определяют сперматозоиды, а не яйцеклетка.
Все нормальные человеческие яйцеклетки содержат Х-хромосому. Сперматозоиды могут содержать либо Х-, либо Y-хромосому.
Если сперматозоид содержит Y-хромосому, то младенец будет мужского пола, а если Х – то женского.
2024: Разработана ультразвуковая технология, повышающая подвижность сперматозоидов на 266% для ЭКО
16 февраля 2024 года австралийские ученые из Университета Монаша сообщили о разработке ультразвуковой технологии, которая позволяет в несколько раз увеличить подвижность вялых сперматозоидов. Это, как утверждается, открывает новые возможности для лечения бесплодия неинвазивным способом.
В ходе исследования специалисты заключили отдельные сперматозоиды в микрокапли и подвергли их воздействию ультразвука мощностью 800 мВт и частотой 40 МГц. Оказалось, что 20 секунд такой «терапии» достаточно для повышения показателя подвижности сперматозоидов на 266%. При этом доля малоактивных половых клеток сократилась с 36% до 10%.
Разработана технология, которая позволяет в несколько раз увеличить подвижность вялых сперматозоидов
Подвижность сперматозоидов является одним из основных факторов, влияющих на вероятность успешного оплодотворения. Применение новой технологии потенциально может сократить необходимость в дорогостоящих и инвазивных процедурах, таких как интрацитоплазматическая инъекция сперматозоидов (ICSI): это вспомогательная репродуктивная технология, которая применяется, когда сперматозоиды неспособны самостоятельно оплодотворить яйцеклетку. В случаях ICSI их вводят искусственно с помощью микрохирургических инструментов. Данный метод служит дополнением к процедуре экстракорпорального оплодотворения (ЭКО).
|
| Ультразвук приводит к значительному улучшению подвижности сперматозоидов. Эта технология будет полезна мужчинам с тяжелой олигоспермией и плохой подвижностью сперматозоидов, а также поможет эмбриологам в выборе спермы для инъекции в яйцеклетки при проведении ЭКО, — говорит доктор Фрэнк Куинн (Frank Quinn).
|
|
Новый метод, как показывают исследования, приостанавливает любую митохондриальную дисфункцию, которая может привести к ухудшению подвижности мужских половых клеток. Отмечается, что ультразвуковая техника обладает огромным потенциалом для повышения показателей успеха оплодотворения даже в самых сложных случаях.[2]
2023
Смартфоны снижают качество спермы - это доказало длившееся 10 лет исследование
В октябре 2023 года ученые из Женевского университета выяснили, что частое использование смартфона снижает качество спермы у мужчин. Результаты длительного исследования опубликованы в журнале Fertility and Sterility. Подробнее здесь.
Сперматозоиды нарушают третий закон Ньютона
11 октября 2023 года японские ученые из Киотского университета обнародовали результаты исследования, говорящие о том, что человеческие сперматозоиды нарушают третий закона Ньютона. Результаты работы в перспективе могут привести к созданию крошечных роботов нового поколения с уникальными функциями.
Названный закон гласит, что для каждого действия есть равное ему противодействие. То есть, тела действуют друг на друга с силами, равными по модулю и противоположными по направлению. Этот принцип справедлив для классической физики движения, однако когда дело доходит до микроскопического мира, утверждают японские специалисты, все не столь однозначно.
Человеческие сперматозоиды нарушают третий закона Ньютона
Сперматозоиды передвигаются за счет жгутика в задней части, используя его подобно хвосту. Густая жидкая среда, окружающая эти клетки, теоретически должна быстро истощить все их силы, а поэтому лишить сперматозоиды возможности передвигаться. Однако на деле этого не происходит. Более того, скорость движения сперматозоида человека может достигать 0,1 мм в секунду или более 30 см в час. Ученые установили, что эти клетки оказывают невзаимное воздействие на среду, то есть, не вызывают равное по силе обратное действие. А это является нарушением третьего закона Ньютона.
Японские исследователи назвали данный эффект «странной эластичностью». Данное свойство позволяет сперматозоидам легко скользить даже в самой густой жидкости, не теряя при этом много энергии. А поскольку у многих микроорганизмов есть жгутики, ученые предполагают, что существует множество других крошечных нарушителей описанного закона. Понимание механизма движения жгутиков может помочь в создании микроскопических роботов, способных эффективно перемещаться в сложных условиях. Такие роботы смогут найти применение в медицине и других сферах.[3]
Сколько стоит донорская сперма в России
В Санкт-Петербургском центре планирования семьи донорская сперма иностранного гражданина оценивается в два раза дороже, чем россиянина, — 16 тыс. против 35 тыс. рублей. Об этом стало известно в середине августа 2023 года.
Корреспондент газеты «Аргументы и факты» пообщался с сотрудником клиники и тот пояснил, что разница цене связана с транспортировкой из-за рубежа в специальных контейнерах импортной спермы — её доставка в Петербург обходится недёшево.
Донорская сперма иностранного гражданина оценивается в два раза дороже, чем россиянина
При этом в стоимость услуг по искусственному оплодотворению или ЭКО сперма не включается, её пациентки оплачивают отдельно. Выбрать донора биоматериала можно самостоятельно — для этого в учреждении есть каталоги.
На вопрос, кого выбирают чаще отцами своих будущих детей жительницы Петербурга, в клинике затруднились ответить. По словам собеседницы издания, такой статистики в центре планирования не ведут.
По данным Российской ассоциации репродукции человека (РАРЧ), в России ежегодно насчитывается более 7 тыс. случаев использования донорской спермы. При этом, по словам Ольги Уланкиной, акушера–гинеколога лаборатории «Гемотест», стать таким донором непросто: претендент должен соответствовать определенным требованиям и успешно пройти отбор.
Она отметила, что для сбора одной подходящей порции спермы донору нужно будет в течение 5–10 недель сдавать 1–2 раза в неделю свой биоматериал. Таким образом, с учётом средней стоимости одной сдачи 5 тыс. рублей всего за 3 месяца успешный донор может заработать до 100 тыс. рублей.
|
| Клиники, которые принимают биоматериал и занимаются вспомогательными репродуктивными технологиями, могут устанавливать дополнительные правила. Например, относительно наличия высшего образования и собственных здоровых детей или отсутствия аллергии и татуировок, — отметила Ольга Уланкина.[4]
|
|
Физический труд на 50% повышает количество сперматозоидов у мужчин
В конце февраля 2023 года ученые из Гарвардского университета и Массачусетского технологического института опубликовали исследование, согласно которому у мужчин с физически сложной работой количество сперматозоидов почти на 50% выше, чем у их коллег, работающих в офисе.
Для исследования Мингес-Аларкон и ее команда из больницы Бригама и Женской больницы проанализировали 950 образцов спермы от 377 мужчин, которые обращались за лечением бесплодия в период с 2005 по 2019 год. Результаты, полученные в сотрудничестве с Гарвардской школой общественного здравоохранения имени Т.Х. Чана, были опубликованы в журнале Human Reproduction.
У мужчин с физически сложной работой количество сперматозоидов в 1,5 раза больше, чем у мужчин с офисной работой
Участники исследования, средний возраст которых составлял 36 лет, должны были самостоятельно сообщить об уровне физической нагрузки на работе и о том, как часто они поднимали тяжелые предметы во время работы. Образцы были собраны в Центре фертильности Массачусетской больницы общего профиля, причем многие респонденты, как оказалось, имели малоподвижную работу: 51% мужчин имели высшее образование, а 76% охарактеризовали свою физическую нагрузку на работе как легкую. Напротив, только 12% участников сообщили, что у них высокофизическая работа, а 9% сказали, что они работают в вечерние или сменные смены. Тем не менее, у последней группы показатели спермограммы в целом были значительно выше. У мужчин, которые утверждали, что большую часть дня проводят, поднимая или перемещая тяжелые предметы, концентрация сперматозоидов была на 46% выше. Между тем, по словам ученых, у тех, кто работал в вечернюю или сменную смену, тестостерон был на 24% выше, чем у мужчин, которые работали только днем.
По словам экспертов, физические упражнения связаны с многочисленными преимуществами для здоровья людей, но в немногих исследованиях рассматривалось, как факторы работы могут сказываться на здоровье. Результаты исследования Массачусетского технологического института свидетельствуют о том, что физическая активность во время работы также может быть связана со значительным улучшением репродуктивного потенциала мужчин.[5]
2022
За последние 50 лет качество спермы мужчин в мире резко ухудшилось
В середине ноября 2022 года исследователи из школы медицины Айкан при Медицинском центре Маунт-Синай и Еврейского университета обнародовали исследование, в котором говорится, что за последние 50 лет количество сперматозоидов у мужчин по всему миру сократилось более чем на 50%. Это снизило уровень мужской фертильности в два раза.
Исследование на 153 оценках мужчин, которые, вероятно, не знали о своей фертильности, показывает, что средняя концентрация сперматозоидов упала с примерно 101,2 млн на мл до 49,0 млн на мл в период с 1973 по 2018 год, то есть на 51,6%. Общее количество сперматозоидов за тот же период снизилось на 62,3%. Исследование той же команды, о котором сообщалось в 2017 году, показало, что за последние 40 лет концентрация сперматозоидов снизилась более чем в два раза. Однако в то время из-за отсутствия данных по другим частям света выводы были сосредоточены на регионе, охватывающем Европу, Северную Америку и Австралию. Последнее исследование включает более свежие данные из 53 стран.
Качество спермы мужчин в мире резко ухудшилось
|
| Я думаю, что это еще один сигнал о том, что с земным шаром что-то не так и что нам нужно что-то с этим делать. Так что да, я думаю, это кризис, который нам лучше преодолеть сейчас, пока он не достиг критической точки, которая может оказаться необратимой… Такое снижение явно свидетельствует о снижении способности населения к воспроизводству. Эта проблема являются не только для пар, пытающихся завести детей. Она также являются огромной морокой для общества в ближайшие 50 лет, поскольку все меньше и меньше молодых людей будут работать и поддерживать растущее число пожилых людей, - сказал первый автор исследования из Еврейского университета в Иерусалиме профессор Хагай Левин (Hagai Levine).
|
|
Снижение концентрации сперматозоидов наблюдалось не только в ранее изученном регионе, но и в Центральной и Южной Америке, Африке и Азии. Более того, скорость снижения, по-видимому, увеличивается: рассматривая данные, собранные на всех континентах с 1972 года, исследователи обнаружили, что концентрация сперматозоидов снижалась на 1,16% в год. Однако когда они рассмотрели только данные, собранные с 2000 года, снижение составило 2,64% в год.
Предыдущие исследования показали, что фертильность снижается, если концентрация сперматозоидов падает ниже 40 млн. на мл. Хотя последняя оценка выше этого порога, Левин отметил, что это средняя цифра, предполагающая, что процент мужчин с концентрацией ниже этого порога увеличился. В исследовании учитывались такие факторы, как возраст и длительность отсутствия эякуляции, а также исключались мужчины, страдающие бесплодием, оно имеет свои ограничения, в частности, в нем не рассматривались другие показатели качества спермы.
Хотя неясно, что может стоять за очевидной тенденцией, одна из гипотез заключается в том, что определенную роль могут играть химические вещества, разрушающие эндокринную систему, или другие экологические факторы, воздействующие на плод в утробе матери. Эксперты говорят, что такие факторы, как курение, алкоголь, ожирение и неправильное питание, также могут играть свою роль, и что здоровый образ жизни может способствовать увеличению количества сперматозоидов. Однако Левин отверг подобные опасения, добавив, что, в любом случае, в последние годы спад был более выраженным.[6]
В российских клиниках резко вырос спрос на заморозку спермы
В России резко вырос спрос на заморозку спермы. Как сообщает издание «Большой город» в начале октября 2023 года со ссылкой на столичные частные клиники, люди стали в три раза чаще обращаться за услугой криоконсервации репродуктивного биоматериала. Специалисты связывают ситуацию с мобилизацией. Подробнее здесь.
2019: Качество спермы за 80 лет снизилось на 50%
В марте 2019 года британский Ноттингемский университет опубликовал результаты исследования, в котором ученые рассказали о влиянии бытовых товаров на мужское бесплодие. Отчасти из-за таких продуктов качество спермы за 80 лет снизилось примерно на 50%.
Исследователи изучили влияние пластификатора диоктилфталата (DEHP) и полихлорированного бифенила 153 на образцы спермы от доноров и племенных собак. DEHP содержится в одежде, коврах, игрушках, проводах и напольных покрытиях, а бифенил 153, который является запрещенным веществом, по-прежнему обнаруживается в окружающей среде и продуктах питания. Ученые использовали небольшую дозу веществ, которая соответствует примерному количеству дифенила и диоктилфталата, которое можно получить при бытовом контакте с предметами, содержащими химикаты.
Популярные бытовые товары влияют на мужское здоровье, выяснили ученые
Выяснилось, что загрязнители окружающей среды, обнаруженные в домах и в рационе питания, оказывают одинаковое неблагоприятное воздействие на репродуктивную функцию мужчин и собак и чреваты бесплодием. Под воздействием химикатов в умеренном количестве показатели фертильности снизились. Это было видно по снижению подвижности сперматозоидов и росту фрагментации ДНК.
Полученные в результате исследования данные, по словам ученых, доказывают роль бытовых химических веществ в снижении рождаемости и будут использоваться для разработки средств ограничения негативных воздействий подобных соединений на организм человека.
Центры рождаемости в Нью-Джерси и Испании провели совместное исследование 120 тыс. случаев мужского бесплодия. Доля пациентов, у которых общее количество подвижных сперматозоидов насчитывает более 15 млн, снизилось с 85% в 2002-2005 годах до 79% в 2014-2017 гг. Доля мужчин, имеющих от 0 до 5 млн подвижных сперматозоидов, за это время увеличилась с 9% до 11,5%.[7]
2016: Представлен анализатор спермы при помощи смартфона
В декабре 2016 года компания Medical Electronic Systems анонсировала прибор для исследования мужской семенной жидкости в домашних условиях. Устройство под названием Yo работает в паре со смартфоном. Подробнее здесь.
1929
Смотрите также
Примечания