เผยความลับการเคลื่อนไหวของสเปิร์ม

การแหวกว่ายของสเปิร์มที่เห็นในวิดีโอชั่วโมงสุขศึกษาเป็นเหมือนภาพวาดที่ไม่มีลักษณะเด่นอะไรเลยของชีวิตเซลล์บ่งเพศพวกนี้

เซลล์เสปิร์มใช้เวลาส่วนใหญ่ของมันอยู่ในส่วนสืบพันธุ์ของเพศชายเพื่อรอเวลาและโอกาสที่จะเดินทางไปผสมกับไข่ ซึ่งก็เป็นที่รู้โดยทั่วไปว่านักแหวกว่ายตัวเล็กๆพวกนี้จะเริ่มเคลื่อนไหวเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงระดับความเป็นกรดด่างสูง แต่ว่าผลการศึกษาใหม่ได้อธิบายถึงขั้นที่ว่าการเปลี่ยนแปลงนี้เกิดขึ้นได้ก็เพราะผลของการที่โมเลกุลเดี่ยวโมเลกุลหนึ่งในส่วนหางของสเปิร์มมีการปลดปล่อยโปรตอนเมื่อเวลาอันสมควร

Yuriy Kirichok จากมหาวิทยาลัยแห่งรัฐแคลิฟอร์เนียที่ซานฟรานซิสโกกล่าวว่า "ในขณะที่สเปิร์มยังฝังตัวในท่อระบบสืบพันธุ์ ความเข้มข้นของโปรตอนจะสูงมากตลอดเวลา ซึ่งทำให้ภายในเซลล์ของสเปิร์มมีสภาวะเป็นกรดและยับยั้งกิจกรรมต่างๆของเซลล์" ดังนั้นการปลดปล่อยโปรตอนจากภายในเซลล์สเปิร์มจึงทำให้สภาวะกรดในเซลล์ลดลง แล้วก็ถึงเวลาที่เซลล์สเปิร์มจะเริ่มขยับหางของมัน

แต่ว่าการปลดปล่อยโปรตอนนั้นเกิดขึ้นได้อย่างไร ก่อนหน้านี้นักวิจัยยังไม่แน่ใจถึงกลไกดังกล่าวเพราะว่าไม่สามารถวัดค่าการนำไฟฟ้าคร่อมเมมเบรนของสเปิร์มมนุษย์ได้ แต่เมื่อมีการใช้เทคนิค patch-clamp ของทั้งเซลล์เพื่อวัดการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพและไฟฟ้า Kirichok และทีมนักวิจัยสามารถบอกได้ว่าโมเลกุลที่เรียกชื่อว่า Hv1 เป็นตัวเปิดช่องโปรตอนบนเมมเบรนของเซลล์สเปิร์มเพื่อให้เกิดการปลดปล่อยโปรตอน Kirichok กล่าวว่า "Hv1 เป็นช่องที่ทำให้เกิดการปลดปล่อยโปรตอนและทำให้เกิดการกระตุ้นปฏิกิริยาทางชีวเคมีต่างๆที่ทำให้เสปิร์มเคลื่อนไหว เจริญและเตรียมพร้อมที่จะเข้าผสมพันธุ์กับไข่" ช่อง Hv1 นี้ได้รับสัญญาณเริ่มทำงานจากการที่สภาวะความเป็นกรดด่างสูงขึ้น (สภาวะด่าง) และมีการลดลงของธาตุเหล็ก ซึ่งทั้ง 2 สภาวะนี้เป็นคุณลักษณะของช่องระบบสืบพันธุ์ของเพศหญิงที่ต่างจากของเพศชาย

อีกการเปลี่ยนแปลงหนึ่งซึ่งดูเหมือนจะมีผลต่อสเปิร์มคือสาร endocannabinoid ซึ่งพบได้ทั้งในระบบสืบพันธุ์ของทั้งเพศหญิงและชาย บทบาทของระบบ endocannabinoid ทำให้เกิดคำถามเกี่ยวกับรายงานที่กล่าวถึงความเกี่ยวเนื่องกันของฝิ่นซึ่งไปกระตุ้นการทำงานของตัวรับสัญญาณสาร cannabinoid กับการที่เพศชายไม่สามารถสืบพันธุ์ได้ ซึ่ง Kirichok ได้กล่าวในจุดนี้ว่า "มีความเป็นไปได้ที่ฝิ่นจะกระตุ้นสเปิร์มให้ทำงานก่อนเวลาอันควรทำให้สเปิร์มหมดประสิทธิภาพในเวลาไม่กี่ชั่วโมง"

ความเข้าในกลไกการเคลื่อนตัวของเสปิร์มอาจจะเปิดโอกาสให้มีวิธีการคุมกำเนิดแบบใหม่ที่ต่างออกไปจากเดิม โดย Kirichok ได้ให้ความเห็นว่า "คุณลองคิดดูสิว่าตอนนี้เรารู้จักโมเลกุลนี้แล้ว เราสามารถที่จะปิดการทำงานของโมเลกุลเพื่อป้องกันไม่ให้มันถูกกระตุ้นและส่งผลถึงการสืบพันธุ์" และในทางกลับกัน อาจจะมีสักวันหนึ่งที่เซลล์สเปิร์มที่มีปัญหาจะได้รับความช่วยเหลือผ่านทางเซลล์ Hv1 ของมัน

บทความนี้แปลมาจาก http://www.scientificamerican.com/blog/post.cfm?id=sperm-cells-swimming-secrets-reveal-2010-02-04