O stavbě hmoty a vesmíru toho víme víc, než o naší reprodukci. Do jisté míry to je dědictvím naší západní kultury, která měla s představou vzniku života, ve smyslu zrození jedince, hodně dlouho problém. Nejen co se představ o neposkvrněných početí týče, ale i s praktickou stránkou uplatňování znalostí. Ságy Asyřanů a jejich grafické ztvárnění nám dávají najevo, že jsme za nimi svého času v poznatcích biologie reprodukce, zaostávali o více než dva tisíce let. Podobně i za starými Araby, jimž inseminace nebyla cizí a jejichž písemné památky sahají do roku 1332. Křesťanská Evropa si v tom dala načas a s něčím podobným se může pochlubit až od 16. století. A to ještě díky pastevcům koz z italského Waresotto. Teprve až Prevost s Dumasem na začátku devatenáctého století nás poučili, že oplození mají na triku spermie. A teprve až francouzský zvěrolékař Répiquet, na samém konci devatenáctého století (1885), zveřejňuje informaci, že přenesení spermatu je možné.

Lidská vajíčka mají nějaký „šestý smysl“, jímž sperma některým mužům upřednostňují a jiným odmítají.

Dlouho jsme také žili v idylických představách, že spermiím stačí k oplodnění jen plavat proti proudu tekutiny ve vejcovodech. A že díky tomu, že je spermií tolik, jde vlastně o něco jako při střelbě z brokovnice, kdy nějaký z broků se vždy trefí. Definitivně to zbořili až izraelští vědci z Weizmannova institutu zprávou, že spermie mají navigační systém podobný tomu, jaké mají  samonaváděcí střely, a že se při hledání „partnerky„ spermie řídí teplem.

Přesným měřením teploty se jim totiž podařilo prokázat, že lokalita vhodná k oplození (horní třetina vejcovodu) je o něco teplejší než jeho spodní úsek. Trošku matoucí na tom bylo, že spermie při svém putování vstříc novým dobrodružstvím, nějakou dobu ve spodních partiích vejcovodu vyčkávají. Jakoby si na tomto „seřadišti“ potřebovali chvilku odpočinout. Ostatně nebylo by divu, protože tam už mají za sebou těžkou dřinu s překonáváním slizu v děložním krčku i trmácení se dělohou. V každém případě jim začátek vejcovodu s oporou řasinek přichází vhod, ale představa, že tam jen oddychují a nabírají síly, není na místě. Nelení tam a čas věnují svému dozrávání. Teprve až se začnou cítit být připravené, rozhodnou se plavat dál. Kompasem jim je onen zmíněný teplotní gradient. K tomu, aby nebloudily, jim stačí málo. Rozdíl teploty na startu a v cíli, je jen půl stupně Celsia. Údajně spermie mají být schopny schopny vyhodnotit  teplotní odchylku 0,001 stupně Celsia na jeden milimetr.

Paradoxem je, že i tak přesný teploměr jim ve finále není nic platný. Vajíčko není žádným sálajícím objektem a stejné teplo je v celé velké části vejcovodu. Spíš na to sedí přirovnání hledání spící princezny v lese Řáholci, potmě.   Na konci své velké cesty tak spermiím přijde vhod, stará dobrá chemotaxe. Zhruba před rokem to potvrdili Američané z Yale, s poněkud neamericky znějícími  jmény: Hwang, Zhang, Chung, popsali iontové membránové kanály, které propůjčující  spermiím schopnost orientace. Detekční systém nazvali CatSpers.

V podstatě jde o dírky v membráně, které jsou šity na míru vápenatým iontům. Spermie je mají v místech, kde bychom je nečekali - na ocásku a vytváří na něm něco jako pruhování. Autoři vtipkují, že si naši  „námořníci navlékají pruhovaná trička“. Systém pruhování je fantastický vynález umožňující orientaci ve 3D prostoru. Okolí vajíčka je zásaditější a prostup vápenatých iontů kanály je tím, co dává spermii potřebné impulzy. Šíření vzruchu přechodem Ca²⁺ iontů z vnějšku do nitra spermie  připomíná vedení vzruchu axonem neuronu. Spermie si to zmíněný pokyn vyloží i jako příkaz přestat šetřit energetickými zásobami (ATP). Ze svých molekulárních motorů mrskajících bičíkem pak „vymáčknou“ maximum.  Má to logiku. Je-li cíl na dohled, vyplatí se finišovat, za předpokladu že víme, jak držet ten  správný směr.

Často se říká, že evoluce nehraje na druhá místa, a ani na ceny útěchy, a že jen vítěz bere vše. To je sice pravda, ale pro spermie to tak docela neplatí. Při oplození nejde jen o to, že ty nejrychlejší spermie mají šanci předat svou drahocennost. Velkou roli v tom  hraje náhoda. I v případě spermií totiž platí, že hlavně je potřeba být na místě ve správný čas. Být tam před ovulací, je marnost a ještě smutnější je, být v místě dění první, ale za cenu totálního vysílení. Splnění mise totiž závisí ještě od překonání obranné bašty obalů vajíčka a to pro spermii také není procházka růžovou zahradou.

John Fitzpatrick, první autor a vedoucí studie. Stockholmská univerzita. „Výběr vhodných spermií pro budoucího potomka pokračuje i po sexu. Děje se tak prostřednictvím chemoatraktantů a výběr je nezávislý na mínění žen“. Kredit: Magnus Bergström / Knut a Alice Wallenberg Foundation.

Pokud v CatSper funguje všechno jak má, potom kanály reagují svým otvíráním a zavíráním na celou řadu podnětů. Těmi hlavními jsou pH (změna v kyselosti prostředí) a hormon progesteron. Jeho koncentrace v sousedství vajíčka obklopeného kumulárními buňkami (ty hormon produkují) je vyšší. „Závan“ hormonu působí na spermie jako červený hadr na býka. Otevřou své CatSper kanály a dovolí dvojmocným iontům vápníku vstup do buňky. Poté naše posly lásky jakoby posedl amok a vybudí je k poslednímu „útoku“. Pokud je ale některý z genů odpovědných za funkci CatSper kanálů invalidní, k potřebnému povelu „na zteč“ nedojde. Nekoná se ani aktivace akrosomu a „cílová páska“ v podobě ZP proteinu, v němž je vajíčko schouleno, zůstává neprotržena. Jinak řečeno, v řadě případů jsou v tom naše polovičky nevinně a černého Petra máme v rukou my, muži, protože máme pošramocené CatSper kanály, respektive geny, které jsou za jejich tvorbu odpovědné. A těch je nejméně 7.

Idylická představa přátelského setkání vajíčka čekajícího na svého nejrychlejšího rytíře těmito poznatky dostávala poslední dobou jen samé rány.  Vlastní akt „vzniku života“ se víc a víc posouval do roviny brutalismu. Přisadil si i poznatek evolučně konzervovaných CatSper, neboť jsou vychytávkou táhnoucí se napříč mnoha druhy, nás nevyjímaje.

Od minulého týdne má vlastní akt oplození, ještě další rozměr.  Z pokusů švédsko-britského týmu Johna Fitzpatricka vyplynulo, že folikulární tekutina od jedné ženy, lépe navádí spermie konkrétního muže, zatímco folikulární tekutina jiné ženy, je zase lepším atraktantem pro spermie jiného muže. Jinak řečeno, představa nejrychlejšího a nejudatnějšího prince, který si na bílém koni přijel pro princeznu, dostává znovu řádně na frak. Spíš se to začíná jevit tak, jakoby princezna byla ochotna upustit svůj navoněný kapesníček jen některým z řady nápadníků, což nemá daleko k představě návratu ke kořenům matriarchátu. Třeba i v tom, že dokonce i po oplození si maminčiny geny ve vajíčku  poroučí, které tatínkovy geny budou uspány a u nichž tatínek nedostane šanci je u svého potomka prosadit. Ale to už jsme odbočili do doby po početí, která dnes není na programu.

Jak se zdá, tak i dění v době před početím je zajímavější, než se soudilo. A pokud má Fitzpatrick a jeho parta pravdu, tak k selekci sperma dochází i po sexu. Co stojí za novým poznatkem, že folikulární tekutina žen láká sperma jen jistých mužů, zatím vědci neví. Jisté zatím je jen to, že vajíčko (vajíčko je zde míněno i se svým početným doprovodem služebných s nímž se vydává na cesty - buněk folikulárních) má nějaké své důvody k tomu, aby skrytě uplatňovalo své preference. Horší na tom je, že jeho preference se ne vždy shodují s tím, jakého partnera si pro otce svých dětí volí srdce žen.

Mohlo by tu jít o mechanismus, který promlouvá do neplodnosti celé řady párů. To dobré na novém poznatku je, že jsme začali tušit, kde v takových případech hledat problém a že bude otázkou krátkého času, než se nám začne dařit vajíčko i v tomto směru oblafnout. Otázkou je, nakolik je rozumné se vajíčkům do jejich preferencí montovat, když nám jejich důvody nejsou známy. Svým způsobem tak nový poznatek vnáší otazník do techniky léčby neplodnosti, při níž se pomocí intracytoplazmatické injekce vpravuje spermie přímo do vajíčka. K potvrzení, nebo vyvrácení závěrů švédsko-britského týmu, dojde zcela jistě hodně brzo. 

Literatura

John L. Fitzpatrick, et al.: Chemical signals from eggs facilitate cryptic female choice in humans. Proceedings of The Royal Society B, 10 June 2020https://doi.org/10.1098/rspb.2020.0805