Sperm transport in the female reproductive tract
S.S.Suarez and A.A.Pacey
Human Reproduction Update, Vol.12, No.1 pp. 23–37, 2006
Advance Access publication November 4, 2005
Увод
Преминаването на сперматозоидите през репродуктивната система на жената е регулирано, за да се увеличи шансът за оплождане, а също така и за да е сигурно, че именно сперматозоидите с нормална морфология и добра подвижност ще са тези, които ще успеят да го извършат. Обикновено яйцеклетката бива оплодена до няколко часа след овулацията, макар и да е наблюдавано при хората, че оплождане може да стане и ако полов контакт е имало до 5 дни преди момента на овулация.
Сперматозоидите са крайно диференцирани клетки, което значи, че нямат способностите за произвеждане на белтъци и др., каквито имат всички останали видове клетки. Т.е. те трябва да могат да оцелеят в репродуктивната система на жената без да имат възможност да се самовъзстановяват, както другите клетки. Освен това сперматозоидите са подложени на физически стрес по време на еякулацията, а също така и от контракциите на женската система, трябва да могат и да издържат на оксидативни увреждания. Т.като сперматозоидите по природа са чужди за организма (произхождат от друг организъм) те могат да попаднат под атаките на женската имунна система, сметнати за болестотворни агенти. Така сперматозоидите трябва да използват техните ограничени ресурси, за да преодолеят толкова много препятствия и да запазят оплодителната си способност. Много от тях отпадат в тази „битка” и наистина само един опложда яйцеклетката.
Къде попада спермата след еякулация?
След полов контакт спермата е „оставена” в дъното на вагината, съвсем близо до маточната шийка. До няколко минути сперматозоидите напускат това място и пропълзяват в маточната шийка (цервикса). До няколко минути след половия контакт спермата коагулира и образува нещо като рехав гел. Предполага се, че този гел служи за задържане на сперматозоидите в цервикалния канал, като също така и ги предпазва от неблагоприятните условия на вагината. Не е добре проучено каква е съдбата на сперматозоидите, които не навлизат в цервикалния канал. Изследвания, проведени сред добровоци разкриват, че изтичане на спермата от вагината се случва в 94% от случаите, като средно това става до около 30 минути след полов акт (времето варира между 5 и 120 минути). При това приблизително 30% от спертозоидите се губят, в 12% от случаите се изхвърлят всички еякулирани сперматозоиди. Всичко това предполага, че по-малко от 1% от сперматозоидите остават в женската репродуктивна система.
Вагинална защита.
Вагината е отворена към външната среа и по тази причина и за инфекциите, особено по време на полов акт. По тази причина тя е добре екипирана с антимикробиална защитна система, която включва ниско рН и имунологичен отговор. Тази система, насочена да увреди и унищожи евентуалните инфекциозни организми може да повлияе и на сперматозоидите. Но както в женския организъм, така и в мъжкия съществуват механизми, които предпазват сперматозоидите, за да се осигури възможността за оплождане. Вагиналното рН на жената е нормално около 5 или по-ниско, което е смъртоносно за много сексуално пренасяни болестотворни патогени. Тази киселинност се дължи на продукцията на млечна киселина от анаеробни лактобацили, които се хранят с гликоген, отделян от вагиналните епителни клетки и нормално обитават влагалището. Докато рН на семенната плазма варира от 6.7 до 7.4 и има способността да неутрализира вагиналната киселина. В допълнение към това семенната течност съдържа съставки, които покриват сперматозоидите и също така други, които подтискат имунния отговор. За преодоляване на клетъчния имунитет мъжете изхвърлят голямо количество сперма.
Движение на сперматозоидите в цервикса.
Цервикалният канал се разширява под въздействие на естроген. Навлизането на сперматозоидите в него става бързо и там те се срещат с цервикалната слуз. Под въздействие на естроген цервиксът секретира високо хидратирана слуз, често с над 96% вода. Тази допълнителна хидратация е важна за проникването на сперматозоидите (пенетрационните им способности). Полов контакт в деня на максимална хидратация на цервикалната слуз е много по-вероятно да доведе до бременност, от колкото полов контакт, таймиран по отношение на овулацията, изчислена по метода на базалната температура.
Цервикалната слуз преставлява голяма бариера за ненормалните сперматозоиди, които не могат да плуват правилно, за разлика от морфологично нормалните, силно подвижни сперматозоиди и по този начин се осъществява селекция. Най-голямата бариера за проникването на сперматозоидите в цервикалната слуз е нейната повърхност, защото там нейната микроархитектура е най-плътна. Компонентите на семенната плазма може да подпомогнат преминаването на сперматозоидите през тази повърхност.
Също като вагината цервиксът има имунна защита. Навлизането на сперматозоиди във вагината стимулира миграцията на голямо количество левкоцити , по-специално на неутрофили и макрофаги както в цервикса, така и във вагината. Неутрофилите мигрират леко през цервикалната слуз в средата на менструалния цикъл на жената. Доказано е, че неутрофилите се свързват и поглъщат сперматозоидите само ако серумът съдържа както серологични комплементи, така и комплемент-свързващи анти-спермални антитела. Това може да се случи ин виво ако жената някак се е имунизирала срещу спермалните антигени. Всичко това показва, че нахлуването на левкоцити в цервикалната слуз служи като защита срещу микроби, които могат да попаднат със сперматозоидите и не представляват обикновено бариера за нормално подвижни сперматозоиди, поне не и скоро след полов контакт.
Имуноглобулините IgG и IgA са открити в човешкия цервикален секрет. Секреторни IgA се продуцират локално от плазмените клетки на субепителната съединителна тъкан. Количеството им се повишава през фоликулярната фаза но след това спада, някъде около периода на овулацията. Имуноглобулините осигуряват по-голяма защита от микроби по времето, когато цервикалната слуз е силно хидратирана. Обаче, когато присъстват антитела, които разпознават антигени по повърхността на еякулираните сперматозоиди, може да настипи стерилитет. Белтъци от системата на комплемента (една от частите на имунната защита) също могат да присъстват в цервикалната слуз, заедно с регулатори на тяхната активност. Така, цервикалната слуз има потенциал за антитяло-управлявано разрушаване на сперматозоидите, в същото време е възможно и левкоцитите да уляват сперматозоидите. Някои анти-спермални антитела не се активират от системата на комплемента, обаче все пак могат да повлияят на движенията на сперматозоидите през цервикалната слуз физически, чрез пространствено пречене.
В лигавицата на маточната шийка са наблюдавани множество бразди, които оформят предпочитани пътища за движение на сперматозоидите. Сперматозоидите могат да бъдат насочвани през цервикса и от микроархитектурата на цервикалната слуз. Муцините, главните гликопротеини, съставящи слузта са дълги, гъвкави, линейни молекули. Вискозитетът на слузта се дължи на големия размер на муцините, докато еластичността й се дължи на преплитането на молекулите им. Смята се, че тези дълги молекули се подравняват с течението на секрета по браздите на лигавицата и така направляват сперматозоидите. И наистина, човешките сперматозоиди плуват по права линия в цервикалната слуз, но не и в семенната плазма или някаква изкуствена среда.