حدد فريق بحثي من كلية الطب بجامعة واشنطن في سانت لويس آلية حرارية تتحكم في حركة الحيوانات المنوية لدى الثدييات، وتلعب دورا حاسما في نجاح الإخصاب.
وتبيّن أن الجهاز التناسلي الأنثوي - بفضل حرارته الأعلى من حرارة الجسم الطبيعية - يطلق إشارة محفزة تؤدي إلى تغيير جذري في حركة الحيوانات المنوية، حيث تنتقل من نمط السباحة البطيئة إلى حركات مفرطة النشاط، ضرورية لاختراق غشاء البويضة.
- “مفتاح التشغيل”: البروتين CatSper
أظهرت الدراسة أن بروتينًا يُعرف باسم CatSper، يوجد على سطح ذيل الحيوانات المنوية، يعمل كمفتاح جزيئي حساس للحرارة، إذ يُفعّل عند تجاوز درجة الحرارة في محيط الخلية 38 درجة مئوية.
ويُعد CatSper مسؤولا عن تنظيم تدفق الجسيمات التي تدفع الذيل إلى التحرك بنمط نشط وعشوائي يُعرف بـ"النشاط المفرط" أو Hyperactivation، وهو ضروري لنجاح الإخصاب.
- التكيّف البيولوجي: لماذا الخصيتان خارج الجسم؟
يفسّر الباحثون هذه الآلية بأن تطور الثدييات وفّر لها وسائل طبيعية لتبريد الجهاز التناسلي الذكري بهدف الحفاظ على كفاءة الحيوانات المنوية.
فعلى سبيل المثال، تستخدم الدلافين زعانفها لتبريد الدم المتجه إلى الخصيتين، بينما تعتمد الفيلة على آذانها. أما البشر ومعظم الثدييات الأخرى، فتُنتج الحيوانات المنوية خارج الجسم للحفاظ على درجة حرارة أقل، وهو ما يمكّن البروتين CatSper من العمل بكفاءة عند دخول الحيوانات المنوية إلى البيئة الأنثوية الأدفأ.
- البروتين الغائب في الطيور
اللافت أن بروتين CatSper لا يوجد في الحيوانات التي لا تملك آليات تبريد مماثلة، مثل الطيور، مما يسلّط الضوء على ارتباط مباشر بين بنية الجهاز التناسلي وآلية الإخصاب عبر التاريخ التطوري للأنواع.
- تقنيات دقيقة لرصد حركة الشحنات
استخدم الفريق البحثي تقنيات متقدمة مشابهة لتلك المُستخدمة في دراسة الخلايا العصبية لمراقبة الشحنات الكهربائية المرتبطة بتفعيل CatSper. وقد رُصدت ذروة في النشاط الكهربائي بمجرد ارتفاع درجة حرارة الوسط إلى أكثر من 38 درجة مئوية، وهو ما يطلق حركة مفرطة ضرورية لوصول الحيوان المنوي إلى البويضة.
- آفاق علاجية واعدة: بين العقم ومنع الحمل
تُعد هذه النتائج واعدة بشكل كبير في مجالات الخصوبة والصحة الإنجابية.
فمن خلال استهداف بروتين CatSper الموجود فقط في الحيوانات المنوية، يمكن تطوير علاجات فعالة للعقم، وكذلك وسائل منع حمل ذكورية آمنة لا تؤثر على باقي وظائف الجسم.
- ثورة في فهم الخصوبة
يمثّل هذا الاكتشاف تحولا نوعيا في فهم العلماء لكيفية تفاعل الحيوانات المنوية مع بيئة الجهاز التناسلي الأنثوي. كما يفتح آفاقًا جديدة لأبحاث الإنجاب، ويضع حجر الأساس لتقنيات تشخيص وعلاج أكثر دقة في المستقبل القريب.