Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Homburger Forscher finden neuen Regulationsmechanismus zur Entstehung funktionstüchtiger Spermien

04.05.2011
Wissenschaftler des Homburger Instituts für Pharmakologie haben einen bisher unbekannten Mechanismus identifiziert, der beim Heranreifen funktionstüchtiger Spermien im Nebenhoden eine entscheidende Rolle spielt.

Die Experimente zeigen, dass nach Inaktivierung eines Kalziumkanals in Mäusen, der als TRPV6 bezeichnet wird, die Beweglichkeit und Fertilität von Spermien fast vollständig aufgehoben sind.

Die verminderte Fertilität beruht darauf, dass die Kalziumkonzentration in der Nebenhodenflüssigkeit, die über die TRPV6-Kanäle gesteuert wird, nicht auf das erforderliche Maß abgesenkt werden kann. Dadurch können sich kaum noch funktionsfähige Spermien entwickeln.

Die Forschungsarbeiten wurden am 3. Mai 2011 in der Wissenschaftszeitschrift Science Signaling publiziert. Ob sich der dort beschriebene Mechanismus als „Pille für den Mann“ nutzen ließe, kann erst beantwortet werden, wenn Pharmaka verfügbar sind, die TRPV6-Kanäle spezifisch hemmen.

In Deutschland sind etwa 15 Prozent aller Paare ungewollt kinderlos, dabei liegen die Gründe zu 40 Prozent bei den Männern. Zur Entwicklung befruchtungsfähiger Spermien sind unterschiedliche Reifungs- und Aktivierungsprozesse notwendig. Spermien werden nach ihrer Entstehung im Hoden in den Nebenhodenkopf transportiert und wandern dann in den Nebenhodenschwanz, wo sie bis zur Ejakulation gespeichert werden. Bislang wurden zahlreiche Mechanismen beschrieben, die zur Störung der Samenzellbildung (Spermatogenese) im Hoden oder zu einer eingeschränkten Beweglichkeit der Spermien im weiblichen Genitaltrakt führen.

Dagegen ist über die Prozesse, die während der Passage der Spermien durch den Nebenhoden zur Entwicklung funktionstüchtiger Spermien beitragen, noch sehr wenig bekannt. Kalziumionen spielen dabei eine entscheidende Rolle: Sie sind für die Fertilität von Spermien ein zentraler Botenstoff, ihre Konzentration wird sowohl in ihrem Zellinneren als auch in der umgebenden Flüssigkeit im Nebenhoden in engen Grenzen reguliert. Zum Beispiel ist es für die Funktionsfähigkeit der Spermien entscheidend, dass die Kalziumkonzentration in der Nebenhodenflüssigkeit im Verlauf des Nebenhodens um etwa das Vierfache abgesenkt wird.

TRPV6-Proteine, die Kalzium-leitende Kanäle bilden können, wurden vor zehn Jahren zunächst im Epithel von Dünndarm und Niere sowie in der Plazenta entdeckt. Da Pharmaka, die diese Kanäle spezifisch blockieren, zur Aufklärung der Funktion von TRPV6-Kanälen bislang nicht verfügbar sind, haben Pharmakologen der Universität des Saarlandes TRPV6-Kanäle mit einer genetischen Vorgehensweise inaktiviert, indem sie in Mäusen eine Aminosäure im Bereich der Kanalpore mutiert haben, die die Leitfähigkeit des Kanals für Ca2+ eliminiert.

Die Untersuchungen an diesen Mäusen zeigten den völlig unerwarteten Befund, dass Männchen mit dieser Mutation im Trpv6-Gen fast keine Nachkommen hervorbrachten. In der Folge konnte Dr. Petra Weißgerber aus der Fachrichtung Experimentelle und Klinische Pharmakologie und Toxikologie zeigen, dass die Spermien dieser Mäuse in ihrer Beweglichkeit (Motilität) deutlich eingeschränkt und in Experimenten zur Befruchtung von isolierten Eizellen kaum noch fertil sind. Anschließend fand sie, dass der Anteil lebensfähiger Spermien nach Passage durch den Nebenhoden drastisch reduziert ist.

Basierend auf weiteren Experimenten von Dr. Ulrich Kriebs, der in Zusammenarbeit mit Prof. Ralf Middendorf (Universität Gießen) und PD Dr. Oliver Kretz (Universität Freiburg) TRPV6-Proteine erstmals in der Membran von Epithelzellen des Nebenhodens, nicht aber in Spermien selbst nachweisen konnte, zeigte sein Kollege Dr. Volodymyr Tsvilovskyy, dass TRPV6-Kanäle dafür verantwortlich sind, dass Kalziumionen über das Nebenhodenepithel aufgenommen werden. Einen direkten Einfluss auf die Spermienfunktion oder die Regulation der Ca2+-Konzentration in Spermien konnte er nicht feststellen. Im Gegenzug zeigen diese Ergebnisse, dass die über TRPV6-Kanäle vermittelte Abnahme der Ca2+-Konzentration in der Nebenhodenflüssigkeit, die die Spermien während des tagelangen Reifungsprozess nach ihrer Entstehung im Hoden umgibt, notwendig ist, damit funktionsfähige Spermien im Nebenhoden gebildet werden können.

Derzeit sind die Homburger Pharmakologen auf der Suche nach Kooperationspartnern, um Pharmaka zu identifizieren, die in der Lage sind, TRPV6-Kanäle spezifisch zu hemmen. Die Frage, ob sich solche Medikamente zu einer effizienten Verhütung ungewollter Schwangerschaften als „Pille für den Mann“ eignen, lässt sich erst bei Verfügbarkeit solcher Substanzen beantworten .

Link zum Forschungsbeitrag:
http://stke.sciencemag.org/cgi/content/abstract/sigtrans;4/171/ra27?etoc
(DOI: 10.1126/scisignal.2001791)
Weitere Informationen erhalten Sie von:
Prof. Dr. med. Marc Freichel
Experimentelle und Klinische Pharmakologie und Toxikologie
Abt. Experimentelle Pharmakologie und Präklinische Krankheitsmodelle
Universität des Saarlandes
66421 Homburg
Telefon: 06841 16-26438; Telefax: 06841 16-26402
E-Mail: marc.freichel@uks.eu

Gerhild Sieber | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-saarland.de
http://stke.sciencemag.org/cgi/content/abstract/sigtrans;4/171/ra27?etoc

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Sicher und gesund arbeiten mit Datenbrillen
13.01.2017 | Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin

nachricht Vorhersage entlastet das Gehirn
13.01.2017 | Philipps-Universität Marburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Mit solaren Gebäudehüllen Architektur gestalten

Solarthermie ist in der breiten Öffentlichkeit derzeit durch dunkelblaue, rechteckige Kollektoren auf Hausdächern besetzt. Für ästhetisch hochwertige Architektur werden Technologien benötigt, die dem Architekten mehr Gestaltungsspielraum für Niedrigst- und Plusenergiegebäude geben. Im Projekt »ArKol« entwickeln Forscher des Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern aktuell zwei Fassadenkollektoren für solare Wärmeerzeugung, die ein hohes Maß an Designflexibilität erlauben: einen Streifenkollektor für opake sowie eine solarthermische Jalousie für transparente Fassadenanteile. Der aktuelle Stand der beiden Entwicklungen wird auf der BAU 2017 vorgestellt.

Im Projekt »ArKol – Entwicklung von architektonisch hoch integrierten Fassadekollektoren mit Heat Pipes« entwickelt das Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern...

Im Focus: Designing Architecture with Solar Building Envelopes

Among the general public, solar thermal energy is currently associated with dark blue, rectangular collectors on building roofs. Technologies are needed for aesthetically high quality architecture which offer the architect more room for manoeuvre when it comes to low- and plus-energy buildings. With the “ArKol” project, researchers at Fraunhofer ISE together with partners are currently developing two façade collectors for solar thermal energy generation, which permit a high degree of design flexibility: a strip collector for opaque façade sections and a solar thermal blind for transparent sections. The current state of the two developments will be presented at the BAU 2017 trade fair.

As part of the “ArKol – development of architecturally highly integrated façade collectors with heat pipes” project, Fraunhofer ISE together with its partners...

Im Focus: Mit Bindfaden und Schere - die Chromosomenverteilung in der Meiose

Was einmal fest verbunden war sollte nicht getrennt werden? Nicht so in der Meiose, der Zellteilung in der Gameten, Spermien und Eizellen entstehen. Am Anfang der Meiose hält der ringförmige Proteinkomplex Kohäsin die Chromosomenstränge, auf denen die Bauanleitung des Körpers gespeichert ist, zusammen wie ein Bindfaden. Damit am Ende jede Eizelle und jedes Spermium nur einen Chromosomensatz erhält, müssen die Bindfäden aufgeschnitten werden. Forscher vom Max-Planck-Institut für Biochemie zeigen in der Bäckerhefe wie ein auch im Menschen vorkommendes Kinase-Enzym das Aufschneiden der Kohäsinringe kontrolliert und mit dem Austritt aus der Meiose und der Gametenbildung koordiniert.

Warum sehen Kinder eigentlich ihren Eltern ähnlich? Die meisten Zellen unseres Körpers sind diploid, d.h. sie besitzen zwei Kopien von jedem Chromosom – eine...

Im Focus: Der Klang des Ozeans

Umfassende Langzeitstudie zur Geräuschkulisse im Südpolarmeer veröffentlicht

Fast drei Jahre lang haben AWI-Wissenschaftler mit Unterwasser-Mikrofonen in das Südpolarmeer hineingehorcht und einen „Chor“ aus Walen und Robben vernommen....

Im Focus: Wie man eine 80t schwere Betonschale aufbläst

An der TU Wien wurde eine Alternative zu teuren und aufwendigen Schalungen für Kuppelbauten entwickelt, die nun in einem Testbauwerk für die ÖBB-Infrastruktur umgesetzt wird.

Die Schalung für Kuppelbauten aus Beton ist normalerweise aufwändig und teuer. Eine mögliche kostengünstige und ressourcenschonende Alternative bietet die an...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Aquakulturen und Fangquoten – was hilft gegen Überfischung?

16.01.2017 | Veranstaltungen

14. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

12.01.2017 | Veranstaltungen

Leipziger Biogas-Fachgespräch lädt zum "Branchengespräch Biogas2020+" nach Nossen

11.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Proteinforschung: Der Computer als Mikroskop

16.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Vermeintlich junger Stern entpuppt sich als galaktischer Greis

16.01.2017 | Physik Astronomie

Erste "Rote Liste" gefährdeter Lebensräume in Europa

16.01.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz