Чешские учёные первыми обнаружили ядовитый газ сульфан в сперматозоидах, который те сами и вырабатывают.
Сульфан, также известный как сероводород (H2S), более ядовит, чем цианид, и имеет отчётливый запах тухлых яиц, однако человеческий организм вырабатывает его в небольших количествах. К таким тканям относятся головной мозг, печень и яички. Сероводород служит антиоксидантом или сигнальной молекулой. И хотя человеческая кровь или сперма содержат его в количествах, которые можно почувствовать, наши ткани не пахнут тухлыми яйцами.
Долгое время учёные с пренебрежением относились к важной роли сульфана в организме животных именно потому, что в больших концентрациях он сильно ядовит. Однако сегодня уже не вызывает сомнений принципиальное значение этого газа для нашего организма.
Ян Неворал, руководитель группы учёных из Биомедицинского центра медицинского факультета Карлова университета в Пльзени
В других исследованиях уже изучалось положительное влияние сульфана на сперматозоиды, но группа чешских учёных пошла дальше.
Мы не довольствовались простым "если я добавлю сульфан в среду, сперматозоиды будут больше извиваться". Мы хотели знать почему. Кроме того, мы выяснили, что сульфан не является чужеродным веществом для сперматозоидов, они сами его вырабатывают.
Гедвика Ржимначова, главный автор исследования
Учёные обнаружили, что все сперматозоиды содержат сероводород, но его трудно выявить.
Особенно в тех мини-количествах, в которых его производит сперматозоид. К счастью, в то время на рынке был тест на сульфан — краситель, который загорался зелёным при контакте с сульфаном в сперматозоидах. Благодаря этому мы смогли обнаружить в них сульфан.
говорит Ржимначова
Она также объяснила, что когда мы представляем себе сперматозоид, все его части состоят из белков, и он вырастает в среде, как в хлопке, т.е. без свободных радикалов, с малым содержанием кислорода и всего остального.
Однако после эякуляции сперматозоиды подвергаются воздействию свободных радикалов и других факторов стресса, которые могут повредить белковые молекулы и нарушить жизненные процессы.
Сероводород предотвращает необратимые повреждения
Женские половые пути более благоприятны для сперматозоидов, чем условия в клинике репродуктивной медицины, там другой рН и свободные радикалы. Однако чешские учёные также обнаружили в сперматозоидах процесс персульфидирования, который с помощью сульфана изменяет свойства белков и тем самым защищает сперматозоиды от серьёзных повреждений и предотвращает необратимое повреждение белка. Происходит это таким образом, что сера из его молекул соединяется с уязвимыми местами белковых молекул.
Прежде чем сперматозоиды оплодотворяют яйцеклетку, они проходят несколько дней пути через женскую репродуктивную систему, где сталкиваются с неблагоприятными воздействиями.
После того, как сперматозоид покидает яичко, он должен работать с тем, что у него уже есть. Поэтому, если белок будет повреждён, он больше не сможет его заменить. Следовательно сперматозоид должен быть очень осторожным и иметь много механизмов, чтобы предотвратить повреждение белка. И сероводород может быть одним из этих механизмов.
говорит ведущий автор исследования
Сероводород способствует резистентности сперматозоидов, которые вырабатывают его путём соединения с определенными участками белка в сперматозоиде.
Свободные радикалы, которые повреждают сперматозоид, вырабатываются сами по себе во время производства энергии.
Интересно, что мы обнаружили персульфидирование преимущественно в той части жгутика, где располагаются митохондрии. Можно сказать, в том месте, где у сперматозоидов есть двигатель.
объясняет Ржимначова
В митохондриях, где сперматозоиды производят свою энергию, также находится наибольшее количество свободных радикалов, и, вероятно, именно здесь их белки нуждаются в защите больше всего.
Учёные подтвердили естественную защиту сульфаном в сперматозоидах мыши, кабана и человека. Поэтому они применяют этот механизм к млекопитающим в целом. Их исследование было опубликовано в научном журнале Scientific Reports, который является шестым по цитируемости научным журналом в мире под знаменем престижного журнала Nature.
Как продлить жизнеспособность сперматозоидов
Открытие чешских учёных может оказаться весьма значительным с точки зрения решения проблемы бесплодия.
Это могло бы улучшить in vitro (в пробирке) выращивание яйцеклеток и сперматозоидов, которые сегодня используются не только в медицине человека, но и в ветеринарии, где репродуктивная биотехнология является абсолютно ключевой для производства молока и мяса.
говорит Ржимначова
Искусственная лабораторная среда представляет большую нагрузку на сперматозоиды, её условия далеки от физиологических, а производство инсеминационных доз требует больших усилий.
Если бы мы могли использовать сульфан для повышения жизнеспособности сперматозоидов и продления их жизнеспособности или даже для улучшения условий, максимально приближенных к физиологическим, это помогло бы многим отраслям промышленности. Наше исследование находится только в начале пути, потребуется гораздо больше исследований, чтобы в достаточной мере доказать положительное влияние сульфана, и чтобы предлагаемые нами процедуры могли быть широко использованы. В таком случае, вероятно, это будет поистине новаторским открытием.
подытожила Ржимначова
