С чем связано бесплодие у мужчин?

Знал ли кто-нибудь ранее, что мужское бесплодие зависит от строения сперматозоидов? Ученые из Университета Иллинойса (University of Illinois, США) выяснили, что для превращения округлой незрелой половой клетки в зрелый сперматозоид с заостренной головкой и длинным подвижным хвостом необходима определенная жирная кислота из группы омега-3.

«Нормальные сперматозоиды в передней части головки содержат чашевидный органоид, называемый акросомой, несущий литические ферменты, необходимые для растворения оболочки яйцеклетки», - говорит руководитель исследования Манабу Накамура (Manabu Nakamura), адъюнкт-профессор биохимии из Университета Иллинойса.

В ходе исследования впервые удалось выяснить, что для формирования акросомы необходима докозагексаеновая кислота (ДГК) – полиненасыщенная жирная кислота группы омега-3. Большое количество ДГК содержится в морской рыбе, такой как тунец и лосось. «Без ДГК этот жизненно важный органоид не формируется, и сперматозоиды не работают», - говорит один из участников исследования Тимоти Эбботт (Timothy Abbott).

Для оценки роли ДГК в формировании здоровой спермы ученые провели исследование на нокаутированных мышах, у которых ген, отвечающий за синтез этой жирной кислоты, был «выключен». «Мы обращали внимание на количество, форму, подвижность сперматозоидов, а также их успешность в оплодотворении. Выяснилось, что самцы, у которых отсутствовала ДГК, были бесплодны», - говорит Накамура.

Однако при включении в диету мышей ДГК фертильность самцов восстанавливалась. «Это поразительно! Если добавить в пищу животных ДГК, все аномалии можно предотвратить», - говорит Накамура.

Затем ученые использовали метод конфокальной лазерной микроскопии для изучения тонких срезов ткани на прогрессивных стадиях развития половых клеток. По флуоресцентной маркировке ферментов ученые могли проследить их местоположение в клетке.

«Мы обнаружили, что акросома формируется при слиянии между собой небольших пузырьков с ферментами. Но в отсутствие ДГК этого слияния не происходит», - говорит ученый. В отсутствие ДГК везикулы формировались, но не сливались с образованием акросомы.

Накамура считает роль этой омега-3-жирной кислоты в слиянии мембранных пузырьков особенно интересной. Поскольку в некоторых тканях (например, головном мозге, сетчатке глаза) ДГК присутствует в большом количестве, полученные данные, по мнению ученых, могут также повлиять на исследования, связанные с изучением функций головного мозга и зрения.

«Логично предположить, что ДГК необходима для слияния везикул и в других клетках и тканях организма, помимо сперматозоидов. Поскольку этой кислоты много в головном мозге, ее дефицит, например, может быть связан с развитием деменции. Любые взаимодействия нейронов в головном мозге подразумевают слияние везикул», - отметил ученый.

Ученые из Университета Иллинойса планируют продолжать исследования сперматозоидов. Тем временем, Накамура уже послал некоторых из своих лабораторных мышей (нокаутированных по гену ДГК) в другие лаборатории, занимающиеся изучением функций ДГК в головном мозге и сетчатке.

По материалам University of Illinois College of Agricultural, Consumer and Environmental Sciences

Оригинальная статья:
M. Roqueta-Rivera, T. L. Abbott, M. Sivaguru, R. A. Hess, M. T. Nakamura. Deficiency in the Omega-3 Fatty Acid Pathway Results in Failure of Acrosome Biogenesis in Mice. Biology of Reproduction, 2011; 85 (4): 721 DOI: 10.1095/biolreprod.110.089524