Utformingen av seminalvæske og sædkapasitasjon
Jonathan McLatchie; 3. juli 2023 Oversatt herfra

I en tidligere artikkel -lenke diskuterte jeg (McLatchie) måtene sædceller viser irreduserbar kompleksitet. Her vil jeg diskutere viktigheten av sædvæske og hvordan den bidrar til den irreduserbare komplekse kjernen av komponenter, som er nødvendige for vellykket reproduksjon. Jeg vil deretter vurdere prosessen med sædkapasitasjon, mekanismen som forbereder sædcellene for vellykket fusjon med egget.

Seminalvæsken
Som jeg nevnte i min forrige artikkel, frigjøres mellom to hundre og fem hundre millioner sædceller, omgitt av sædvæske, ved hver utløsning. Slike store antall er nødvendige for å ha en betydelig sjanse til å befrukte egget, siden mange farer konfronterer sædcellene når de svømmer gjennom livmoren og livmorhals-kanalene. Etter utløsning vil millioner av de frigjorte sædcellene enten strømme ut av skjeden, eller dø i dens sure miljø. Sædceller må også passere gjennom livmorhalsen og åpne seg inn i livmoren, som krever passering gjennom livmorhalsen. Selv om slimet blir tynnet til en vannigere konsistens under det fruktbare vinduet, noe som gjør det mer gjestfritt for sæd, vil millioner av sædceller likevel dø, for å forsøke å gjøre det gjennom slimet. Videre har den kvinnelige reproduktive kanalen immunforsvar som beskytter mot patogener. Disse forsvarene kan også målrette og ødelegge fremmede celler som sæd. Antistoffer kan gjenkjenne sæd som fremmede inntrengerne og føre til deres inaktivering eller eliminering. Det er også bittesmå cilia i egglederen som driver egget mot livmoren. Noe av de gjenværende sædcellene vil bli fanget i cilia og dø. Bare en liten håndfull av de originale sædcellene vil klare det så langt som til egget. Dermed er det nødvendig at hundrevis av millioner sædceller frigjøres for å ha en rimelig sjanse for at eggcellen blir befruktet.

Bilde 1. Skjematisk fremstilling av sædceller

Seminalvæske gir også essensielle næringsstoffer for å støtte sædens overlevelse og bevegelighet. Disse inkluderer fruktose - som fungerer som en energikilde for sædcellene, og driver med mitokondriell produksjon av ATP - så vel som andre sukkerarter, aminosyrer og enzymer. Hvis sædvæsken ikke inneholdt fruktose, for å drive mitokondriene, ville dette ha drastiske implikasjoner for sædcellemotilitet og levedyktighet.
Sædvæsken er også alkalisk. Dette er viktig fordi skjeden har en sur pH, produsert av den normale floraen (bakteriepopulasjoner) i skjeden. Dette miljøet vil være ugunstig for sædceller. Men alkaliniteten til sædvæsken hjelper til med å nøytralisere skjedenes sure pH, og hjelper sædcellens overlevelse.
Etter ejakulasjon koagulerer sædvæsken opprinnelig for å danne en gellignende konsistens. Denne koaguleringen hjelper til med å holde sæden i skjeden og livmorhalsen, og forhindrer at den umiddelbart lekker ut og øker dermed oddsen for en vellykket befruktning. Dette skjer ved eksponering for luften eller det alkaliske miljøet i den kvinnelige reproduktive kanalen, og aktiverer koagulasjonsfaktorer som er til stede i sædvæsken, inkludert vevstrans-glutaminase. Transglutaminasen konverterer semenogelin (et viktig protein i sædvæske som skilles ut av sædvesiklene) til et klebrig protein kalt fibrin. Fibrin danner en nettverkslignende struktur som innebærer sæd og andre komponenter i sæden.
Hvis sæden forble i denne tilstanden, ville sædcellene være permanent immobile og ikke i stand til å befrukte egget. Over tid er imidlertid de koagulerte sædlukene, på grunn av enzymer som er tilstede i væsken som sakte bryter ned fibrinnettet, slik at sædcellene kan bevege seg mer fritt. Anamthathmakula og Winuthayanon bemerker at "Liativt prosess er avgjørende for at sædcellene skal få deres bevegelighet og vellykket transport til befruktningsstedet i eggledere (eller ovidukter hos dyr). Hyperviscøs sæd eller svikt i flyten er en av årsakene til mannlig infertilitet." (1) Faktisk har målretting av disse serinproteasene blitt antydet som et mål for nye ikke-hormonelle prevensjonsmidler.(2)
Fra et evolusjonært perspektiv er det vanskelig å se for seg et scenario der sædkoagulasjon utviklet seg, uten å samtidig å ha en mekanisme for væskedannelse. Dette er et godt eksempel på et ikke-adaptivt mellomprodukt som er uoverkommelig for evolusjon ved naturlig seleksjon.

Bilde X. Oversikt-over-kvinnelig-reproduksjontrakt

Sædkapasitasjon
For at en sædcelle skal befrukte et egg, må den gjennomgå kapasitasjon. Dette foregår i den kvinnelige reproduktive kanalen (egglederne). Kapasitasjons-prosessen involverer en serie biokjemiske og fysiologiske forandringer som forbereder sædcellene for vellykket interaksjon med egget og er avgjørende for at sædcellen skal tilegne seg evnen til å befrukte.
Når sædcellene opprinnelig ble ejakulert, har de visse molekyler og proteiner på overflaten som hemmer deres evne til å befrukte et egg. Under kapasitering blir disse overflatemolekylene, så som kolesterol og glykoproteiner, fjernet eller modifisert, slik at sædcellene kan bli mer mottakelig for egget. Når kapasitasjonen utvikler seg, endres også motilitetsmønsteret til sæd. De gjennomgår hyperaktivering, som er preget av økt amplitude og asymmetrisk slåing med halen. Hyperaktivert sæd viser kraftige bevegelser, som hjelper dem å navigere gjennom egglederne og nå egget. Kapasitasjon innebærer også endringer i sammensetningen og fluiditeten til sædcellemembranen. Disse endringene gjør at sædcellene bedre kan samhandle med eggets zona pellucida. Akrosomet blir merket for akrosomreaksjonen, som frigjør disse enzymene for å tillate penetrering av eggmembranen.

Kapasitasjon er assosiert med en økning i tilstrømning av kalsiumioner i sædcellene. Kalsium spiller en avgjørende rolle i forskjellige intracellulære signalprosesser som er nødvendige for sædfunksjon og befruktning. For en mye mer detaljert behandling av det som er kjent om mekanismene for sædkapasitasjon, er det gode anmeldelser av dette emnet, som jeg (McLatchie) dirigerer lesere til. (3,4)

Konklusjon
Oppsummert er forskjellige funksjoner i hodet, midtstykket og flagellen -se Del 1, sammen med egenskapene til sædvæsken, kritiske for sædcellens funksjon i å nå og befrukte et egg. Hvis noen av disse delene ikke er til stede eller ikke klarer å fungere ordentlig, blir sædcellen gjort fullstendig impotent, og reproduksjon kan ikke oppstå. Fenomenet menneskelig reproduksjon peker på en årsak med framsyn - en som kan visualisere et forhåndsordnede utfall og samle alt som trengs for å realisere det sluttmålet. Det er ingen årsak i universet som er kjent for å ha en slik kapasitet til framsyn, annet enn intelligent design.

Jonathan McLatchie
Resident Biologist & Fellow, Center for Science and Culture
Dr. Jonathan McLatchie har en bachelorgrad i rettsmedisinsk biologi fra University of Strathclyde, en mastergrad (M.RES) grad i evolusjonsbiologi fra University of Glasgow, en andre mastergrad i medisinsk og molekylær biovitenskap fra Newcastle University. Tidligere var Jonathan adjunkt i biologi ved Sattler College i Boston, Massachusetts. Jonathan har blitt intervjuet på podcaster og radioprogrammer inkludert "Unbelievable?" På fremste Christian Radio, og mange andre. Jonathan har talt internasjonalt i Europa, Nord -Amerika, Sør -Afrika og Asia, og fremmer bevisene for design i naturen.

Oversettelse via google oversetter og bilder, ved Asbjørn E. Lund. For referanser se kilde.