„Dlho sa verilo, že oplodnenie je pretekom, v ktorom zvíťazí najrýchlejšia spermia.“ Milióny spermií sa rozbehnú k cieľu a len ten najrýchlejší vyhrá. Ale moderná veda túto biologickú dogmu rozbíja: práve ženské vajíčko rozhoduje o tom, ktorej spermii dovolí vojsť dovnútra – a vyberá si. Nehrá férovo, pretože nie vždy vyhrá ten, čo príde prvý. Niekedy rozhoduje zloženie, signály, chemický kód, ktorý spermia a vajíčko zdieľajú len v prípade vzácnej biologickej zhody. Každopádne, moderná medicína zisťuje, že oplodnenie nevyzerá celkom tak, ako sme sa o ňom kedysi učili na hodine biológie.
O tom, ako prebieha tento „neviditeľný pohovor“ medzi gamétami, prečo môžu byť niektoré páry neplodné aj bez zjavnej príčiny, a kam smeruje výskum oplodnenia, sme sa rozprávali s docentkou Katerinou Komrskovou, Ph.D., vedúcou skupiny reprodukčnej biológie z Biotechnologického ústavu Akadémie vied ČR a zakladateľkou biotechnologického spin-offu Molecule 46.
Tradične sa verilo, že o oplodnení rozhoduje najrýchlejšia spermia. Ako tento pohľad menia najnovšie vedecké poznatky?
Dlho sa verilo, že oplodnenie je pretekom, v ktorom zvíťazí najrýchlejšia spermia. Dnes však vieme, že rozhodujúca nie je rýchlosť, ale celková kvalita a integrita spermie, jej schopnosť komunikovať s vajíčkom a reagovať na jeho signály. Kľúčová je neporušenosť akrozómu, čo je vačok na prednej časti hlavičky spermie, ktorý obsahuje enzýmy potrebné na preniknutie cez obaly vajíčka. Ak je akrozóm poškodený alebo sa jeho obsah uvoľní predčasne, spermia už vajíčko oplodniť nedokáže – aj keby bola veľmi rýchla. O úspechu teda rozhoduje kombinácia správnej štruktúry, funkčnej reaktivity a presného načasovania biologickej komunikácie medzi spermiou a vajíčkom.
Čo znamená, že vajíčko si „vyberá“ spermiu? Aké biologické mechanizmy sú za týmto výberom?
Vajíčko je obklopené viacerými vrstvami buniek a látok, ktoré aktívne ovplyvňujú, ktoré spermie k nemu preniknú. Folikulárna tekutina a bunky okolo vajíčka (tzv. kumulusové bunky) uvoľňujú chemické látky, ktoré spermie priťahujú a zároveň aktivujú. Následne dochádza k rozpoznávaniu medzi špecifickými molekulami na povrchu spermie a obale vajíčka. Iba spermie, ktoré majú zodpovedajúce receptory, môžu pokračovať ďalej a splynúť s vajíčkom. Ide o veľmi presne riadený biologický výber.
Existuje niečo ako „kompatibilita“ medzi konkrétnou spermiou a vajíčkom? Môže táto zhoda ovplyvniť úspešnosť oplodnenia?
Áno, hovoríme o tzv. gametickej kompatibilite. Každé vajíčko aj spermia nesú špecifické molekulárne znaky a ich kombinácia môže byť viac alebo menej vhodná. Výskumy ukazujú, že folikulárna tekutina niektorých žien priťahuje spermie konkrétneho muža silnejšie než iné, čo naznačuje, že medzi konkrétnymi gamétami existuje určitá biologická zhoda, ktorá môže zvyšovať šancu na úspešné oplodnenie.
Ako vajíčko zabezpečí, že po vniknutí jednej spermie už ďalšie nepreniknú dnu?
Akonáhle jedna spermia prenikne do vajíčka, to okamžite zareaguje. Uvoľní látky z vačkov pod jeho povrchom, tzv. kortikálne granuly, ktoré zmenia štruktúru obalu vajíčka a zablokujú vstup ďalších spermií. Tento mechanizmus je veľmi účinný a zabraňuje polyspermii – teda oplodneniu viacerými spermiami naraz.
Namiesto matky vynosí bábätko „robot“: Prelomová technológia môže zachrániť milióny detí - VIDEO
Je výber geneticky odlišnejšieho partnera z pohľadu vajíčka výhodný? Prečo?
Z genetického hľadiska je výhodné, keď sa spoja jedinci s odlišnými génmi, najmä v oblasti imunitného systému. Taký potomok má širšiu imunitnú výbavu a je odolnejší voči infekciám a niektorým ochoreniam. Z evolučného pohľadu je teda logické, že chemická signalizácia medzi vajíčkom a spermiami môže uprednostňovať geneticky odlišnejšieho partnera.
Je možné, že niektoré prípady neplodnosti u párov súvisia práve s týmto „neviditeľným výberom“ na úrovni buniek?
Áno, časť prípadov tzv. nevysvetlenej neplodnosti môže súvisieť práve s touto bunkovou komunikáciou. Spermia sa nemusí správne aktivovať, naviazať na obal vajíčka alebo spustiť potrebné reakcie pre jeho preniknutie. U niektorých párov môže ísť aj o imunologickú nekompatibilitu, napríklad ak ženské telo vytvára protilátky proti spermiám konkrétneho partnera.
Dajú sa takéto chemické väzby medzi vajíčkom a spermiou nejako predpovedať alebo testovať vopred?
Zatiaľ len čiastočne. Existujú testy, ktoré hodnotia funkčné vlastnosti spermií – ich pohyb, reakciu na chemické podnety či integritu DNA. V minulosti sa skúšali aj testy napodobňujúce väzbu spermie na obal vajíčka, no v praxi sa príliš neuchytili. Najviac informácií získavame pri laboratórnom oplodnení, kde možno priamo pozorovať interakciu vajíčka a spermií. Do budúcna sa však vyvíjajú metódy, ktoré by mohli túto „kompatibilitu“ testovať presnejšie aj mimo laboratória – a na tomto cieli pracujeme aj v rámci nášho spin-off projektu Molecule 46, ktorý som založila.
Je pravda, že niektoré ženské telá môžu „odmietať“ spermie konkrétneho partnera? Ako sa to zistí a dá sa s tým niečo robiť?
Áno, také prípady existujú. Môže ísť o prítomnosť protilátok proti spermiám alebo o nepriaznivé prostredie v krčku maternice, ktoré konkrétne spermie spomaľuje alebo ničí. V laboratóriu sa tieto faktory dajú testovať. Riešením môže byť inseminácia, teda zavedenie spermií priamo do maternice, alebo metóda IVF, ktorá obchádza väčšinu prirodzených bariér a umožňuje lekárom pracovať so spermiami priamo pri oplodňovaní vajíčok.
Čo by ste odporučili párom, ktoré sa snažia o dieťa dlhšie, ale bez výsledku? Kedy je čas vyhľadať odborníka?
U žien do 35 rokov odporúčam vyhľadať odborníka po roku pravidelného nechráneného pohlavného styku. Po 35. roku už po pol roku, a po 40. roku veku čo najskôr. Ak má žena nepravidelnú menštruáciu, prekonala gynekologické zákroky, trpí endometriózou, alebo má muž výrazne zhoršený spermiogram, je vhodné obrátiť sa na špecialistu okamžite. Včasné vyšetrenie často pomôže odhaliť príčinu a zvoliť správnu liečbu.
Žiadny sex po pôrode? Psychologička radí, ako znovu vybudovať intimitu vo vzťahu
Z pohľadu Molecule 46, kam smeruje výskum v tejto oblasti?
Cieľom nášho tímu v Molecule 46 je prenášať poznatky o biológii oplodnenia do klinickej praxe. Vyvíjame diagnostické a separačné sady, ktoré pomáhajú hodnotiť a vyberať spermie podľa ich funkčnej kvality – teda podľa schopnosti reagovať na vajíčko a úspešne ho oplodniť, nie len podľa tvaru či pohybu. Tieto nástroje zlepšujú výber spermií pri asistovanej reprodukcii a zvyšujú šancu na úspech.
Zároveň vyvíjame domáci test kvality spermií pre mužov, ktorý umožní odhaliť problémy v pohodlí domova. Takýto test môže pomôcť včas identifikovať komplikácie a uľahčiť rozhodnutie vyhľadať odborníka. Naším cieľom je priblížiť reprodukčnú diagnostiku bežným ľuďom a umožniť osobnejší prístup k liečbe neplodnosti.
