Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Spermien finden die Eizelle mit Wärmesensoren

03.02.2003



Ähnlich wie intelligente Raketen ein Flugzeug aufgrund der Hitze des Motors aufspüren, lassen sich Spermien von Temperaturunterschieden zum Ort der Befruchtung leiten. Das zeigt eine Studie des Weizmann Instituts, die in der aktuellen Ausgabe von Nature Medicine veroeffentlicht wird.


Die Stelle, an der sich die Eizelle befindet, ist etwas wärmer als der Ort, an dem die Spermien auf ihrer Reise durch den weiblichen Genitaltrakt eine Pause machen. Maennliche Samenzellen orientieren sich bei ihrer Navigation offensichtlich an diesem Temperaturunterschied. Solch ein temperaturgesteuerter Mechanismus war bereits bei Mikroorganismen und Wuermern bekannt, doch die Weizmann-Studie weist ihn erstmals bei Saeugetieren nach.

Teamleiter Prof. Michael Eisenbach von der Abteilung biologische Chemie des Instituts ist davon ueberzeugt, dass die Studie einen wichtigen Beitrag zum Verstaendnis des Befruchtungsvorganges beim Menschen und anderen Saeugetieren liefert. In

Zukunft könnte man die temperaturgesteuerte Navigation zur Verbesserung kuenstlicher Befruchtungstechnik nutzen. Ausgefuehrt wurde die Studie von der Doktorandin Anat Bahat in Zusammenarbeit mit der ebenfalls zu Prof. Eisenbachs Team gehoerenden Studentin Anna Gakamsky, Dr. Ilan Tur-Kaspa vom Barzilai-Krankenhaus in Ashkelon und Dr. Laura C. Giojalas, einer Gastwissenschaftlerin aus Argentinien.

Spermien gelangen ueber die Gebaermutter in den Eileiter. Dort heften sie sich an die Innenwand und machen eine Rast, wobei sie einen Reifungsprozess durchlaufen, der sie auf das Eindringen in die Eizelle vorbereitet. Eine Samenzelle, die diese Reifung vollzogen hat, löst sich von der Wand und verlaesst die Raststelle. Hat in den vorangegangenen 24 Stunden ein Eisprung stattgefunden und sich eine befruchtungsfaehige Eizelle aus dem Eierstock gelöst, macht sich das gereifte Spermium auf eine lange, komplizierte Reise durch den Eileiter, um zum Ort der Befruchtung zu gelangen.

Wie navigiert die Samenzelle durch den Eileiter? Zu einem frueheren Zeitpunkt schon hatte Prof. Eisenbach herausgefunden, dass die Eizelle die Reife Spermazelle ’ruft’, indem sie eine chemische Substanz freisetzt. (Die erste aus einer Serie von Studien von Prof. Eisenbach zu diesem Thema wurde in der Zeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences, U.S.A. 1991; 88:2840) veroeffentlicht). Das chemische Signal kann jedoch das Spermium nur aus einer kurzen Entfernung anlocken: Da sich der Eileiter normalerweise wellenartig bewegt, kann sich die chemische Substanz offensichtlich nicht wirksam durch den gesamten Eileiter verteilen, das Signal kann ueber weite Entfernungen das Spermium nicht erreichen. Die chemische Steuerung, ’Chemotaxis’ genannt, kann also nicht fuer die gesamte Reise des Spermiums massgeblich sein.

Manche mögen’s heiß

Was ermöglicht also dann den Samenzellen innerhalb weniger Minuten die grosse Entfernung zwischen der Raststelle und dem Ort der Befruchtung zu ueberwinden? Genau zu dieser Frage wollten Prof. Eisenbach und sein Team die Antwort finden. Da sich herausstellte, dass die Raststelle des Spermiums um ungefaehr 2°C kuehler ist als die Befruchtungsstelle, stellten die Forscher die Hypothese auf, dass das Spermium durch die Temperaturdifferenz zur Befruchtung gelockt wird. Der technische Ausdruck fuer diese Art von Steuerung ist ’Thermotaxis’.

Um diese These zu ueberpruefen, bauten die Wissenschaftler eine Laborinstallation mit simulierter Raststelle, einer Befruchtungsstelle und einer Verbindungsroehre. Sie testeten das Verhalten von Hasensperma in diesem System und fanden heraus, dass die Spermien tatsaechlich auf Waerme reagieren. Aus der relativ kuehlen Region mit einer Temperatur von 37°C liessen sie sich in die relativ warme Region mit 39°C locken. Als die Wissenschaftler die Temperaturdifferenz allmaehlich senkten, fanden sie heraus, dass selbst ein halbes Grad Unterschied ausreichte, um die Spermien anzulocken. Darueber hinaus stellten die Wissenschaftler fest, dass sich nur gereifte Spermien, also diejenigen, die auch wahrscheinlich in die Eizelle eindringen koennen, von der Temperatur leiten liessen.

Prof. Eisenbach dazu: ’Offensichtlich werden die Spermien auf einem Grossteil ihrer Reise durch den Eileiter durch Temperatur gesteuert. Wenn sie in die Naehe der Befruchtungsstelle gelangen, schalten sie auf Empfang fuer das chemische Signal der Eizelle.’

Bei einer weiteren Studie, die in Zusammenarbeit mit Prof. Haim Breitbart von der Bar-Ilan-Universitaet durchgefuehrt wurde, erreichten die Wissenschaftler aehnliche Ergebnisse mit menschlichen Spermien.

Prof. Eisenbach ist Inhaber des Jack-und-Simon-Djanogly-Lehrstuhls fuer die Biochemie von Kohlehydraten.

Ariela Rosen | idw
Weitere Informationen:
http://www.weizmann.ac.il

Weitere Berichte zu: Befruchtung Eileiter Eizelle Samenzelle Spermien Spermium

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Eine Karte der Zellkraftwerke
18.08.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

nachricht Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung
18.08.2017 | Deutsches Zentrum für Infektionsforschung

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

European Conference on Eye Movements: Internationale Tagung an der Bergischen Universität Wuppertal

18.08.2017 | Veranstaltungen

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Eine Karte der Zellkraftwerke

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Computer mit Köpfchen

18.08.2017 | Informationstechnologie