Один из главных критериев жизнеспособности сперматозоидов — их подвижность. Именно она в первую очередь помогает отобрать из десятков миллионов клеток, попадающих в женские половые пути, те, что достигнут яйцеклетки и будут соревноваться за право ее оплодотворить. Однако отбор этот происходит во множество этапов: вязкая жидкость во влагалище, затрудняющая подвижность, спермицидные вещества, а также необходимость плыть против течения слизи в половых путях, уносящего с собой все мертвые и малоподвижные сперматозоиды.
Теперь американские ученые обнаружили еще один фактор отбора сперматозоидов. Они обратили внимание на то, что подвижность сперматозоидов обычно измеряют в прямых и ровных емкостях, в то время как женский репродуктивный тракт местами сужается и расширяется. Чтобы смоделировать движение мужских половых клеток внутри женского организма, исследователи построили микрофлюидное устройство — воротца, по стенкам которых течет слизистая жидкость. Они запустили в него сперматозоиды быка, а затем человека и отслеживали распределение клеток в пространстве и траектории их движения, а также замеряли скорость.
Читайте также: Покорение микромира. Зачем ученым делать спермоботов?
Эксперимент показал, что сквозь узкие места проходят только сперматозоиды, двигающиеся по хитрой траектории, похожей на крыло бабочки. Сначала они продвигаются вдоль стенки к горлышку, потом разворачиваются и уплывают к противоположной стенке, потом снова продвигаются к горлышку. Такая тактика либо приводит к тому, что сперматозоид с каждым разом оказывается ближе к цели и в какой-то момент проскакивает отверстие, либо выбивается из сил и перестает активно двигаться.
На бабочкообразный маневр оказались способны далеко не все сперматозоиды, а только движущиеся в определенном интервале скоростей: от 40 до 80 мкм/с. Тем, кто плывет медленнее, не хватает скорости, чтобы продвигаться ближе к отверстию. Те же, кто превышал скорость, выскакивали в область с наиболее сильным течением, и их уносило прочь.
Таким образом, женский организм отбирает в кандидаты для оплодотворения сперматозоидов с оптимальной скоростью. Вероятно, по этому же принципу можно будет сортировать сперматозоиды для искусственного оплодотворения.
Полина Лосева