Do nedávnej doby vedci presne vedeli, ako sa pohybujú spermie v ejakuláte. Antoni van Leeuwenhoek objavil jednoduchú metodu, ako vyrábať presné sklenené guľôčky nepatrných rozmerov, ktoré používal ako šošovky svojich prístrojov, a tak prekonal úroveň vtedajšej mikroskopickej techniky. Všetko je však inak. Napriek tomu, že sa môže zdať, že na pohyb slúži prevažne bičík, spermia sa pohybuje skôr komplexným sťahovaním. Výskum prevádzal jeho vedúci Hermes Gadelha na najnovšom type 3D mikroskopu. Vedecky sme zistili, že bičík spermie je excentrický, krúti sa na jednu stranu, spermie by sa tak mali pohybovať v kruhu, ale napriek tomu si našli spôsob, ako plávať rovno. Synchronizované otáčanie skutočne môže vyvolať tento dojem, ale nie je tomu tak.
Nový výskum mení viac ako tri storočia staré presvedčenie o tom, ako sa spermie pohybujú. Zdá sa, že pod mikroskopom ľudské spermie plávajú s chvostami kmitajúcimi zo strany na stranu, keď hľadajú vajíčko na oplodnenie. Teraz však nová 3D mikroskopia a vysokorýchlostné video odhaľujú, že spermie sa v tomto jednoduchom symetrickom pohybe vôbec neplavia.
Objav Antona van Leeuwenhoeka a súčasné poznanie
Prvý človek, ktorý pozoroval ľudské spermie zblízka, bol Anton van Leeuwenhoek, holandský vedec známy ako otec mikrobiológie. Pod 2D mikroskopom bolo zrejmé, že spermie sú poháňané chvostami, ktoré sa pri otáčaní hlavy spermií krútia zo strany na stranu. Chvost spermie sa nekrútil zo strany na stranu. Namiesto toho išiel iba jedným smerom. Podľa odborníkov z Bristolskej univerzity a Universidad Nacional Autónoma de México, je to však len optický klam. "Ak chcete vidieť naozajstný pohyb bičíka, potrebujete sa pohybovať a rotovať so spermiou. Je to takmer, ako keby ste potrebovali veľmi malú kameru a pripevnili ju na hlavičku spermie," vysvetlil vedúci Hermes Gadelha z Bristolskej univerzity.
Ako vedci zistili, bičík spermie sa pohybuje len na jednu stranu. Len tento pohyb samotný by však spôsobil, že by sa točili dokola, preto ešte rotujú okolo svojej osi. Zistenia, ktoré vedci publikovali v odbornom časopise Science Advances, boli pre tím veľmi prekvapivé. Vedci dúfajú, že by ich objav mohol pomôcť odborníkom na plodnosť a vedcom pri zisťovaní vplyvu na plodnosť.
Štúdia matematika Hermana Gadelhy z Bristolské univerzity publikovaná v časopise Science Advances prepisuje doteraz uznávaný spôsob pohybu spermií. Vďaka špičkovému vybaveniu výskumníci spochybnili viac ako 300 rokov starý popis pohybu, ktorý zaznamenal svojím mikroskopom Antoni van Leeuwenhoek (1632-1723), za svoje mnohé objavy považovaný za „otca mikrobiológie“. V tomto objave opísali, že spermie sa v ejakuláte pohybujú rytmickým koordinovaným spôsobom. Jednotlivé pohlavné bunky vykonávajú trhavé pohyby nielen dopredu, ale aj dozadu a do strán. Odborníci teda skonštatovali, že doteraz popisovaný pohyb spermií je pouhá optická ilúzia a skutočný pohyb spermií je v skutočnosti iný, a to omnoho zložitejší.
Tento výskum prevádzal tím odborníkov na najnovšom type 3D mikroskopu, kde boli spermie filmované kamerou snímajúcou až 55 tisíc snímkov za sekundu. Cieľom výskumu bolo zmapovať spermie vo všetkých troch rozmeroch. Vedecký tím mal k dispozícii zariadenie pohybujúce vzorkom semena nahor a nadol, vďaka čomu získali trojrozmerné zábery. Z ich záverov vyplýva, že spermie vykonávajú zložitú sériu trojrozmerných točivých pohybov. Gadelha vo svojom výskume zistil, že si spermie našli spôsob, ako sa otáčať okolo svojej osi. Ich pohyb teda v skutočnosti vyzerá podobne ako pohyb hravých vydier vo vode, hoci na prvý pohľad sa môže zdať, ako už skonštatoval Leeuwenhoek, že sa pohybujú ako úhory. Zjednodušene by sa dalo povedať, že sa hlavička spermie natáča v smere plávania podľa toho, ako sa bičík otáča.
Stavba a funkcia spermie
Spermia je malá, ale mimoriadne dôležitá bunka, ktorá rozhoduje o prenose DNA z otca na dieťa. Jednoducho povedané, spermie sú mužské pohlavné bunky, ktoré nesú polovicu genetickej informácie potrebnej na vytvorenie nového života. Táto kombinácia vytvorí jedinečný genetický kód nového človeka. Spermie sú jedinečné nielen svojou funkciou, ale aj svojou štruktúrou.
Spermia má presne navrhnutú štruktúru, ktorá jej umožňuje splniť svoju životnú misiu - oplodniť ženské vajíčko. Hlava spermie je najdôležitejšou časťou, pretože obsahuje DNA - genetický materiál, ktorý sa prenáša na potomstvo. Bičík je dlhý „chvostík“, ktorý spermii umožňuje pohyb. Na vrchnej časti hlavy spermie sa nachádza akrozóm - špeciálna štruktúra, ktorá obsahuje enzýmy potrebné na preniknutie do vajíčka.
Vývoj a produkcia spermií
Spermie vznikajú v semenníkoch, konkrétne v špirálovitých semenotvorných kanálikoch. Tieto kanáliky sú ako malé továrne na spermie, kde sa denne produkujú milióny nových buniek. Semenníky sú uložené v miešku, čo nie je náhoda. Miešok totiž udržuje teplotu o niečo nižšiu ako je teplota tela, čo je nevyhnutné pre správny vývoj spermií. Ideálna teplota, pri ktorej spermie vznikajú a dozrievajú, by mala byť o 3-4 °C nižšia ako je teplota ľudského tela. Ľudské telo má teplotu približne 35 - 38 °C (podľa toho, v akých miestach ju meriame). Takže pre vývoj spermií nie je dobré saunovanie, horúce kúpele a pod.
Vývoj spermií, známy ako spermatogenéza, je fascinujúci proces, ktorý trvá približne 64 až 72 dní. Spermie sa začnú tvoriť v semenníkoch a konkrétne v semenotvorných kanálikoch. V nich nájdete zárodočné bunky spermie, ktoré sa volajú spermatogónie. Tieto bunky musia prejsť procesom zvaným spermatogenéza, aby sa z nich mohli stať plnohodnotné spermie, ktoré budú schopné oplodniť vajíčko. Spermie sa začnú po prvýkrát u chlapcov dozrievať v puberte a to vďaka pohlavným hormónom (FSH - folikuly stimulujúci hormón je dôležitý pri spermatogenéze, LH - luteinizačný hormón, ktorý ovplyvňuje produkciu testosterónu, a samotný testosterón, vďaka ktorému sa začnú vyvíjať vonkajšie mužské pohlavné orgány). Predchádzajúce vymenované hormóny majú vplyv na celý proces spermatogenézy. Celý proces tvorby spermie, t.j. spermatogenézy trvá cca 3 mesiace. Spermie vzniknú v semenotvorných kanálikoch a odtiaľ putujú do nadsemenníkov, kde dozrejú do funkčnej spermie. Hotové a pripravené spermie potom cestujú do semenovodu, kde v podstate vyčkávajú, až nastane ich čas.
Ejakulát a jeho zloženie
Keď muž dosiahne orgazmus, spermie sa zmiešajú so sekrétmi zo semenných vačkov a prostaty, čím vzniká ejakulát. Táto tekutina obsahuje všetko, čo spermie potrebujú na prežitie a úspešnú cestu k vajíčku. Sperma je oveľa viac než len tekutina, ktorá zabezpečuje oplodnenie. Väčšinu objemu spermy (až 95-99 %) tvorí semenná plazma, čo je zmes tekutín z rôznych častí mužského reprodukčného systému - semenných vačkov, prostaty a Cowperových žliaz.
K semenovodu sú pripojené tzv. semenné vačky, v ktorých sa tvorí biela lepkavá tekutina, ktorú nazývame sekrét. Sekrét sa tesne pred výstrekom zmieša so spermiami a vznikne spermia. Túto tekutinu tvoria hlavne cukry a bielkoviny. Zloženie semena nie je bezvýznamné - cukry a bielkoviny dodávajú energiu spermiám na ich ceste k oplodneniu vajíčka. Pomer spermií a semena je asi 1:10. Zo semenovodu putuje semeno pri ejakulácii ešte do prostaty. V prostate sa semeno zmieša so zásaditou tekutinou, ktorá potom pomáha spermiám prežiť v kyslom prostredí ženského vagíny a toto prostredie neutralizovať. Pri výstreku semena sa ejakulát (tedo semeno, spermie a zásaditá tekutina z prostaty) dostane do močovej trubice. Tomu pomáha prostata, ktorá sa sťahuje a stláča semenovod. Počas jednej ejakulácie telo obvykle vylúči medzi 2 - 6 ml a v jednom mililitri je obsiahnutých asi 50 000 000 spermií.
Sperma obsahuje kyselinu citrónovú, mliečnu, hyalurónovú a askorbovú, glutatión, tuky, bielkoviny, glukózu, fruktózu, vitamín B12 a vodu. Mikroelementy v sperme: síra; chlór; vápnik; horčík; draslík; titán; železo; nikel; meď; zinok. Sperma tiež obsahuje testosterón, estradiol, transferín, triglyceridy a cholesterol. Koncentráciu jednotlivých zložiek možno určiť odberom spermy.
Cesta spermie k vajíčku
Oplodnenie vajíčka spermiami je zložitý a fascinujúci proces, ktorý si vyžaduje, aby spermie prekonali množstvo prekážok na svojej ceste k vajíčku. Počas ejakulácie sa spermie dostávajú do pošvy, kde čelia kyslému prostrediu, ktoré môže byť pre ne nepriateľské. Spermie musia prejsť cez úzky krčok maternice, ktorý je za normálnych okolností uzavretý hustým hlienom. Počas ovulácie sa však hlien stáva redším a umožňuje spermiám ľahší prechod. Po prekonaní krčka maternice sa spermie dostávajú do maternice, kde ich čaká ďalšia výzva - dlhá cesta k vajíčkovodu. Len malá časť spermií dosiahne vajíčkovod, kde sa nachádza vajíčko pripravené na oplodnenie.
Na vrchnej časti hlavy spermie sa nachádza akrozóm, ktorý obsahuje enzýmy potrebné na rozpustenie vonkajšej vrstvy vajíčka (zona pellucida). Keď spermia uvoľní tieto enzýmy, vytvorí si cestu dovnútra vajíčka. Akonáhle jedna spermia prenikne do vajíčka, vajíčko okamžite aktivuje mechanizmus, ktorý zabráni vstupu ďalších spermií. Po splynutí genetického materiálu spermie a vajíčka vzniká zygota - prvá bunka nového organizmu.
Spermia je bunka nevyhnutná na oplodnenie vajíčka a počatie nového života. Jej hlavnou špecializáciou je nielen vajíčko oplodniť, ale tiež ho nájsť a dokázať preniknúť jeho stenou. Posledným krokom k oplodneniu je tzv. kapacitácia. K nej dochádza už v tele ženy (samice) - spermia prerazí cez membránu vajíčka a prenikne tak k jeho jadru. Na to má v tele ženy obmedzenú dobu, počas ktorej musí svoju úlohu vykonať - v prostredí vagíny dokáže prežiť maximálne 4 - 5 dní, avšak ich schopnosť oplodňovať je maximálne 48 hodín. Ak je však vystavená prostrediu mimo vagíny, prežívajú len niekoľko málo hodín.
Ako dochádza k oplodneniu | 3D animácia
Životnosť a odolnosť spermií
Spermie sú prekvapivo odolné bunky, ktoré dokážu prežiť v rôznych podmienkach. Spermie na vzduchu prežijú veľmi krátko. Ich životnosť závisí od vlhkosti a teploty okolitého prostredia. Na suchom povrchu, ako je oblečenie alebo posteľná bielizeň, spermie zvyčajne odumrú v priebehu niekoľkých minút. Spermie sú najodolnejšie, keď sa nachádzajú v optimálnom prostredí ženského tela.
V pošve: V kyslom prostredí pošvy spermie prežijú len 1 až 2 hodiny. V krčku maternice a maternici: Ak sa spermie dostanú do krčka maternice, ich šanse na prežitie sa výrazne zvyšujú. Ejakulované spermie, ktoré sa dostanú do ženských pohlavných orgánov, môžu zostať životaschopné (nestratia schopnosť oplodniť vajíčko) až 5 dní. Spermie môžu žiť vo vagíne nie dlhšie ako 1 až 2 hodiny, ale v krčku maternice alebo vajíčkovodoch až 7 dní.
Moderná medicína umožňuje spermie uchovávať zmrazené v špeciálnych podmienkach po celé desaťročia. Spermie sa zmrazujú pri extrémne nízkych teplotách (okolo -196°C) v tekutom dusíku. Štúdie ukazujú, že spermie si môžu zachovať svoju životaschopnosť a schopnosť oplodnenia aj po niekoľkých desaťročiach zmrazenia. Zamrazené (zakonzervované) spermie sa uchovávajú v špeciálnych spermobankách niekoľko desaťročí, pričom si zachovávajú svoje pôvodné vlastnosti. Muži môžu použiť svoju zakonzervovanú spermu na počatie dieťaťa kedykoľvek, bez ohľadu na ich zdravotný stav a aj v neskoršom veku.
Kvalita spermií a faktory ovplyvňujúce plodnosť
Kvalita spermií je kľúčovým ukazovateľom mužskej plodnosti a môže byť ovplyvnená mnohými faktormi. Kvalita spermií nie je nemenná - správny životný štýl a zdravé návyky môžu výrazne prispieť k zlepšeniu ich množstva, pohyblivosti a morfológie.
Faktory zlepšujúce kvalitu spermií:
- Správne stravovanie: Antioxidanty neutralizujú voľné radikály, ktoré môžu poškodzovať DNA spermií a znižovať ich pohyblivosť. Zinok a selén podporujú tvorbu spermií a zlepšujú ich kvalitu. Omega-3 mastné kyseliny zlepšujú morfológiu a pohyblivosť spermií.
- Pohyb: Cvičenie pomáha udržiavať optimálnu hladinu testosterónu, ktorý je kľúčový pre tvorbu spermií. Pravidelná ejakulácia má pozitívny vplyv na zdravie spermií.
- Zdravý životný štýl: Obmedzenie fajčenia, nadmernej konzumácie alkoholu a toxických látok.
Faktory znižujúce kvalitu spermií:
- Fajčenie a nadmerná konzumácia alkoholu.
- Vystavenie toxickým látkam (pesticídy, ťažké kovy).
- Chronický stres a nedostatok spánku.
- Strava bohatá na trans-tuky a potraviny s vysokým obsahom cholesterolu.
- Nadmerné teplo v oblasti semenníkov (napr. používanie notebooku na kolenách, horúce kúpele).
- Nadmerné cvičenie (napr. intenzívne silové tréningy, dlhá jazda na bicykli).
- Chemoterapia a rádioterapia.
Faktory ovplyvňujúce chuť spermy: Strava má vplyv na zloženie a tým aj na chuť spermy. Konzumácia ovocia, zeleniny a potravín s vysokým obsahom antioxidantov (napríklad citrusy, ananás, paradajky) môže pozitívne ovplyvniť chuť spermy. Fajčenie, alkohol, nadmerná konzumácia mäsa alebo mastných jedál môžu negatívne ovplyvniť jej chuť. Káva dobrej chuti semena neprospieva.
Diagnostika a liečba problémov s plodnosťou
Diagnostika a problémy s plodnosťou predstavujú kľúčovú oblasť pri riešení otázok reprodukčného zdravia mužov. Spermogram je základné vyšetrenie, ktoré poskytuje podrobný pohľad na kvalitu a schopnosť spermií oplodniť vajíčko. Ide o jednoduchý, no veľmi dôležitý diagnostický nástroj pri riešení problémov s plodnosťou.
Parametre hodnotené pri spermiograme:
- Počet spermií: Jeden z hlavných ukazovateľov plodnosti.
- Pohyblivosť spermií: Schopnosť aktívne sa pohybovať, kľúčová pre úspešné oplodnenie.
- Morfológia spermií: Tvar a štruktúra. Zdravá spermia by mala mať oválnu hlavu a dlhý bičík.
- Koncentrácia spermií: Počet spermií v jednom mililitri ejakulátu.
Problémy s plodnosťou:
- Oligospermia: Nízky počet spermií v ejakuláte (menej ako 15 miliónov spermií na mililiter).
- Astenospermia: Znížená schopnosť spermií aktívne sa pohybovať.
- Nekrospermia: Nízka životnosť spermií.
Moderná medicína ponúka viacero spôsobov, ako riešiť problémy s plodnosťou. Hormonálna liečba sa používa v prípadoch, keď je príčinou neplodnosti nerovnováha hormónov. Chirurgické zákroky sú indikované v prípadoch, keď sú problémy s plodnosťou spôsobené fyzickými prekážkami. Ak iné metódy liečby nie sú účinné, môže byť odporučená asistovaná reprodukcia, najmä oplodnenie in vitro (IVF).
Čo ešte skrývajú spermie?
Možno ste si všimli, že mužské semenníky sa neustále hýbu. Už vám niekedy napadlo, prečo? Používateľ Redditu odhalil, prečo sa semenníky nonstop viditeľne pohybujú. Podľa jeho slov ide o prirodzenú reakciu na teplotu a sexuálne vzrušenie. Ak ste muž, určite viete, že nemajú radi studenú vodu. To je dôvod, prečo sa nachádzajú mimo tela v miešku. Telesná teplota je pre nich príliš horúca. Vnútri miešku majú optimálnu teplotu 35 stupňov, ktorá je vhodná pre spermie a testosterón. Ďalším dôvodom pohybu je sexuálne vzrušenie. V 60-tych rokoch minulého storočia William Masters a Virginia Johnson zistili, že semenníky sa zdvihnú tesne pred ejakuláciou. Pre 85% mužov platí, že pravý semenník sa dvíha skôr ako ľavý. Uviedli, že pohyb je pre semenníky dôležitý, pretože zabezpečuje úplnú ejakuláciu.
Chuť spermy je individuálna a u každého muža môže byť iná. Zvyčajne je jemne slaná, neutrálna, sladká, kyslá alebo horká. Chuť spermy priamo závisí od jej zloženia, ktoré ovplyvňuje strava a celkový zdravotný stav. Neexistujú však žiadne vedecké štúdie, ktoré by presne určovali, ako zmeniť chuť spermy. Zaradenie ovocia, zeleniny a potravín s vysokým obsahom antioxidantov (napríklad citrusy, ananás, paradajky) môže pozitívne ovplyvniť chuť spermy.
Prehltnutie spermy vo všeobecnosti nepredstavuje zdravotné ohrozenie, pokiaľ nehrozí infekcia alebo alergická reakcia. Telo spracováva prehltnutú spermu rovnakým spôsobom ako jedlo.
