Každý šestý pár na planetě se potýká s problémem počít dítě. Čím dál více lidí proto upíná své naděje k asistované reprodukci. Stěžejní je vybrat vhodné pohlavní buňky. Jenže zatímco muži jich mají k dispozici miliardy, ženské zásoby se počítají spíše na stovky. Jak tedy rozeznat kvalitní spermie a dopravit je co nejšetrněji k vajíčku?
Zvířátka s ocáskem: Historie výzkumu spermií
Vypadají jako miniaturní pulci nebo podivné rybičky - mrštné štíhlé tělo zakončené dlouhým ocáskem. V určitém, pro zrození nového života klíčovém okamžiku jsou jich miliony, dokonce stovky milionů. A všichni se jako jeden muž vydávají jasně daným směrem. Vstříc své bohyni - zralé ženské pohlavní buňce neboli vajíčku. Z celé armády vyslaných nájezdníků uspěje pouze jediný. Když ho bohyně přijme ve svém chrámu, může z jejich spojení vzniknout nový život. Může, ale nemusí. Našimi dnešními hrdiny jsou spermie. Doslova zástupy spermií. V množství totiž bývá síla. Jenže síla není všechno, samotná kvantita rozhodně neznamená kvalitu. Aby voják vypravený z mužského těla dorazil až ke své drahé vyvolené ukryté hluboko v ženském pohlavním ústrojí, musí překonat mnohé nástrahy. A na to potřebuje dobré zbraně a účinné brnění - třeba helmu, které se říká akrozom. Hrdinně si vedou ale také vajíčka. Jakkoli by z výše popsané strastiplné cesty mohlo vypadat, že ženské pohlavní buňky jen pasivně čekají, který statečný dobyvatel je přemůže, není tomu tak. I ony mají svoje zbraně a brnění, svůj šarm a kouzlo, jimiž lákají pouze ty nejlepší z nejlepších. Ostatní u nich nemají šanci. Případů, kdy se potkají nedostatečně vycvičení a vybavení nájezdníci s přespříliš vybíravou dámou, na celém světě přibývá.
Možná by bylo přesnější říct, že vzrůstá počet lidí, kteří se s tímto problémem obracejí na odborníky v oboru asistované reprodukce. Nejsou totiž k dispozici žádná čísla, která by dokládala, že neplodnost je dnes častější než třeba před pěti sty lety. Zároveň dnes máme nepoměrně lepší představu o průběhu pohlavního rozmnožování než v minulosti a výzkum jde stále dopředu. Na rozdíl od jiných odvětví vědy se ale v historii tato oblast rozvíjela o něco pomaleji a s většími překážkami. Značným rozpakům, jak téma komunikovat, čelili už objevitelé pohlavních buněk. S obavami, jak ostatní přijmou fakt, že se věnuje zkoumání sekretů lásky, bojoval v 17. století i delftský rodák Antoni van Leeuwenhoek. Na živobytí si sice vydělával jako obchodník s textilem, jeho celoživotní vášní ale bylo pozorování přírody pod mikroskopem, tehdejší technologickou novinkou. Zkoumal pod nimi všechno, co ho napadlo - listy rostlin, křídla hmyzu, rybniční vodu, lidskou kůži, krev… a také ejakulát. V některých vzorcích objevil cosi malinkého, co se hodně hýbalo. Jenže jak o takovém objevu informovat? Už nějakou dobu byl v kontaktu s londýnskou Královskou společností, po delším váhání se rozhodl, že ji osloví i s tímto zajímavým zjištěním. Jeho lordstvo přínos objevu uznalo a nechalo ho v roce 1678 otisknout v časopise Philosophical Transactions. Tím okamžikem se začala psát kapitola výzkumu spermií a pohlavního rozmnožování. Jednotlivé odstavce ale přibývaly jen velmi pozvolna a většinou byly plné chyb. Dnes pokročilé techniky dokážou pomocí počítačové analýzy mikroskopického obrazu zaznamenat i trajektorie pohybu spermií.
Muž, anebo žena? Historické a současné pohledy na neplodnost
Od těch časů samozřejmě uplynulo hodně vody a dnešní poznatky jsou o kus dál. Přesto toho o živočišných pohlavních buňkách neboli gametách stále nevíme dost. Jejich zkoumání se věnuje disciplína zvaná reprodukční biologie. I o neplodnosti se historicky tradovala spousta omylů. Jedním z nejvíce rozšířených je domněnka, že chyba je výhradně na straně ženy. „Neplodnost se běžně spojovala se ženami, bývalo společensky nepřijatelné, že by tento problém mohl jít za mužem. Výzkum spermií a mužského rozmnožovacího aparátu tak má skluz, který se současné vědkyně a vědci snaží dohnat. Je tady ale ještě jeden důležitý aspekt. Zatímco reprodukční zdraví žen se dlouhodobě kontroluje při pravidelných gynekologických prohlídkách, s nimiž dívky zpravidla začínají už v pubertě, chlapci a muži rutinním andrologickým vyšetřením neprocházejí. Ke specialistovi se většinou dostanou, až pokud narazí na zdravotní obtíž.
Početní armáda: Rozdíl v počtu gamet
Přispívá snad k tomu i nepoměr počtu mužských a ženských pohlavních buněk? Spermií je obrovské kvantum. V jednom jediném ejakulátu může být 40 až 900 milionů spermií. Vytvářejí se od puberty průběžně. Proti tomu ženské oocyty se vyvíjejí už v prenatálním období. Plod mívá okolo čtyř až sedmi milionů vajíček, novorozená holčička jeden až dva miliony, dívka v pubertě 300 až 400 tisíc a třicetiletá žena asi 70 až 100 tisíc vajíček.
V jednom jediném ejakulátu může být 40 až 900 milionů spermií. Vytvářejí se od puberty průběžně. Proti tomu ženské oocyty se vyvíjejí už v prenatálním období. Plod mívá okolo čtyř až sedmi milionů vajíček, novorozená holčička jeden až dva miliony, dívka v pubertě 300 až 400 tisíc a třicetiletá žena asi 70 až 100 tisíc vajíček. Do kultivační misky s jamkami se umísťuje živné médium s vajíčky či embryi, lze tak sledovat jejich vývoj a manipulovat s nimi. „Je naprosto zásadní, abychom vnímali zodpovědnost při výběru gamet. Ženy procházejí při asistované reprodukci velmi náročnou hormonální přípravou a mají jen pár vajíček.
Problém s oplodněním: Kdy vyhledat pomoc
Za neplodnost se považuje stav, kdy se ani po jednom roce pravidelného nechráněného pohlavního styku nedaří potomka počít. Než se přistoupí k některé z metod asistované reprodukce, vyšetří zdravotníci ženu i muže a snaží se zjistit příčiny neplodnosti. Naprostá většina umělého oplodnění se v současné době děje pomocí metody, při níž se vpraví jedna spermie do cytoplazmy vajíčka. Klasická technika in vitro fertilizace, lidově oplodnění ve zkumavce, se už dnes používá minimálně.
Umění stvořit nový život: ART a budoucnost asistované reprodukce
Anglický výraz „art“ znamená „umění“. Ve variantě s velkými písmeny ale ART značí zkratku Assisted Reproductive Technology a najdeme pod ní i název nového programu Strategie AV21 Budoucnost asistované reprodukce (ART). Koordinačním pracovištěm programu, který si klade za cíl integrovat základní výzkum s klinickou praxí v oblasti reprodukce, je Ústav živočišné fyziologie a genetiky AV ČR. Mezi další cíle patří výzkum příčin selhání vývoje embrya a návrh nových diagnostických nástrojů pro centra asistované reprodukce, ale také analýza právních a etických aspektů této oblasti. Do programu jsou zapojené i další instituce Akademie věd ČR: Ústav molekulární genetiky, Biotechnologický ústav, Ústav státu a práva a Ústav experimentální medicíny.
Metody selekce spermií: Od motility k magnetickým mikročásticím
Každopádně se vyplatí z množství spermií vybrat ty nejlepší. „Těch cest je několik a jsou různě efektivní. Jedním z parametrů selekce je pohyblivost. Jenže to může být potíž v případě, kdy se téměř všechny spermie pohybují velmi málo. I líné spermie totiž můžou obsahovat kvalitní dědičnou informaci, pokud mají neporušený akrozom - tedy onu čepičku nebo helmu, o níž jsme se zmiňovali na začátku textu. „Akrozom je absolutně klíčový k udržení kvality spermie. S porušenou čepičkou buňka při přirozeném oplodnění vůbec nepronikne do vajíčka. To je zásadní pro poznání celého mechanismu,“ zdůrazňuje vědkyně. Metaforicky řečeno pak jde o to, jak v množství vojáků rozčlenit jednotlivce s funkčními helmami od těch, kteří je mají děravé. Vypadá to bláznivě, jenže přesně takový je princip, na němž je postavena metoda vyvinutá týmem v Biotechnologickém ústavu AV ČR.
Molekula s magnetem: Inovativní přístup k diagnostice spermií
Na protein CD46 reaguje specifická protilátka, a právě na ni vědci navázali magnetickou mikročástici. Protilátka „vytuněná“ magnetem je pak schopná vyhledat spermie s vadným akrozomem nebo bez akrozomu a vytáhnout je z roztoku. „Takto dokážeme rozpoznat velmi kvalitní samčí pohlavní buňky i při jejich extrémně malé koncentraci. Další velkou výhodou je, že spermie nijak mechanicky nepoškodíme. Velkou snahou vědkyně je uvést tento objev co nejdříve do praxe. Založila proto spin-off, kvůli možnému vstupu na globální trh nazvaný anglicky Molecule 46, a absolvovala školení a mentoringový program Startup Accelerator Středočeského inovačního centra. Propojení výzkumné a komerční sféry považuje za velmi přínosné, i když nesmírně náročné. „Musím se permanentně učit novým dovednostem. Než se ale ozkoušená metoda dostane až k pacientům, chvilku to potrvá. Mnohaúrovňový certifikační proces totiž zabere i několik let. Stejně jako u lidí ale funguje i u zvířat. Spin-off tak plánuje, že začátkem příštího roku nabídne trhu nově vyvinutý diagnostický prostředek pro hodnocení kvality spermií u býků. „Výběr spermií vhodných pro oplodnění zatím stále naráží na limity současných technologií,“ říká Kateřina Komrsková.
Poetická šestačtyřicítka: Symbolika v reprodukční biologii
A proč vlastně právě šestačtyřicítka? Číslo neříká nic o struktuře, hmotnosti nebo jiných vlastnostech proteinů, jde čistě o nomenklaturní pořadí, v jakém byla daná molekula objevena. Přesto v případě reprodukční biologie určitou symboliku má. Je součtem dvou prvočísel - třiadvacítek. A ty jsou důležité. Hledání významů, skrytých symbolů a s nimi spojené poetiky má v reprodukční biologii tradici. Možná právě proto, že se jedná o oblast, která má co dělat se zázrakem stvoření a zrození.
Milostný trojúhelník: Interakce proteinů při oplodnění
Na spermii se vyskytuje vedle šestačtyřicítky ještě další důležitý protein, bez něhož by oplodnění nikdy nenastalo. Na vajíčku pak existuje protein Juno, který nese jméno po římské bohyni, ochránkyni manželství a rodiny. Právě proteiny Juno a Izumo zajišťují spojení spermie a vajíčka. Jenže jak už to tak v mnohobožských systémech chodí, jedna osamocená bohyně pro úspěšnou misi nestačí. „Poté, co jsme s kolegy v Británii dokončili sérii nadějných experimentů, jsem se vydala s rodinou na výlet. Procházeli jsme se po nádvoří jednoho zámku a obdivovali sochy bohyní. Vedle Juno, která symbolizovala červen, stála Maia jako patronka května,“ vzpomíná. Juno a Maia se vzájemně potřebují a pracují v součinnosti, i když můžou být vnímané i jako konkurentky. „Proteiny Juno a Izumo zajišťují prvotní kontakt. Při jejich setkání se zažehne jiskra lásky. Význam proteinu Maia popsal mezinárodní vědecký tým vedený Kateřinou Komrskovou v roce 2022 v odborném časopise Science Advances. Text shrnoval výsledek dvou desítek let práce sedmnácti různých badatelských institucí. Detaily její funkčnosti v celém procesu oplození díky podpoře Grantové agentury ČR zkoumá také tým v Biotechnologickém ústavu AV ČR. „Díváme se na změny v plodnosti geneticky upraveného myšího organismu.
Proč vajíčko nedozraje? Gen CDK12 a jeho role v plodnosti
Jednou z nejčastějších příčin ženské neplodnosti je předčasné selhání vaječníků. Postihuje až 3,7 % žen v reprodukčním věku. Týmu vědkyň a vědců z Ústavu živočišné fyziologie a genetiky AV ČR se podařilo prokázat, že zásadní roli při zrání vajíček a udržení plodnosti hraje gen CDK12. Donedávna ho přitom odborníci spojovali převážně s nádory prsu a vaječníků. Pomocí geneticky modifikovaných myších modelů a vzácného biologického materiálu ve formě lidských oocytů vědci zjistili, že se CDK12 vyskytuje přímo v jádře lidských vajíček.
Z laboratoře do praxe: Propojení výzkumu a klinické aplikace
Propojení výzkumu v laboratořích Biotechnologického ústavu AV ČR s klinickým využitím funguje dlouhodobě a k oboustranné spokojenosti. Centra asistované reprodukce poskytují vědkyním a vědcům vzorky k bádání a informují je o aktuálních potřebách v praxi. Právě úzké kontakty v oblastech aplikace považuje Kateřina Komrsková za velkou výhodu své práce. Zůstávat uzavřená v laboratoři a bádat si ve složitostech základního výzkumu bez využití v praxi by ji nebavilo. Při přednáškách se často setkává s tím, že jsou mladí lidé na téma reprodukce velmi citliví. „Bývají velice zodpovědní, zajímají se o své reprodukční zdraví a ptají se mě na prevenci neplodnosti. O tomto trendu vypovídají i statistické údaje z některých zemí. Například ve Velké Británii připadá v přepočtu na každou školní třídu jedno dítě, které pochází „ze zkumavky“.
Příběhy se šťastným koncem: Výzvy a naděje asistované reprodukce
Přestože se obor reprodukční biologie dynamicky rozvíjí a možností, jak pomoci neplodným párům, je více než třeba před dvaceti lety, pořád platí, že přirozené oplodnění je z hlediska celkové kondice populace výhodnější. Některé dlouhodobé studie naznačují, že děti stvořené „umělým oplodněním“ můžou mít častější vrozené vady nebo různé zdravotní potíže. Pro obecné závěry ale dostupná data nestačí. Reprodukční bioložka Kateřina Komrsková své studenty a studentky motivuje, aby rodičovství pokud možno příliš neodkládali, protože právě věk je jedním z nejdůležitějších kritérií plodnosti. Podle jejích zkušeností se dá i vědecká práce dobře propojit s rodičovstvím, lidem ze svého týmu - jak ženám, tak i mužům, nabízí flexibilní pracovní dobu. Nezáleží na tom, jestli v laboratoři sedí „od-do“, ale jaké výsledky odvádějí. „Moc ráda bych podpořila všechny, kteří čtou tyto řádky, uvažují o rodině, ale mají obavy. Nebojte se zakládat rodiny, když máte s kým. Zkušenosti z výzkumu ženských i mužských pohlavních buněk dokládají, že s věkem jejich kondice klesá. Přeneseno zpět do metaforického příběhu, heroickou odyseu zpravidla úspěšně dokončují jen hrdinové a hrdinky v plné síle a dobré zbroji. Dramata odehrávající se uvnitř lidských těl mívají různé závěry, podobně jako historické velkofilmy.
Čekání na Harper: Příběh jednoho páru o překonání neplodnosti
PROfertil®: Přípravek pro zlepšení kvality spermií
PROfertil® je speciálně vyvinutý přípravek, který zlepšuje kvalitu spermií, a tudíž plodnost mužů s poruchami plodnosti, kteří chtějí mít děti. Spermatogeneze je velmi komplexní a z biologického hlediska složitý proces trvající několik týdnů. Během tohoto procesu potřebuje lidské tělo řadu základních nutričních látek pro podporu jednotlivých stádií vývoje spermie.
V porovnání s ženami, které mají k dispozici řadu léčebných možností, jsou možnosti mužů, jak dosáhnout zlepšení v klíčové oblasti kvality spermií, velmi omezené. Kvalitu spermií je například takřka nemožné zlepšit pomocí farmaceutických prostředků. Výzkumy však ukazují, že určité mikroživiny mohou mít pozitivní vliv na počet, mobilitu a tvorbu spermií. Tyto živiny mohou zajistit optimální podmínky pro normální a zdravou spermatogenezi. Jedinečná kombinace jednotlivých látek a specifické složení přípravku PROfertil® bylo ověřeno řadou klinických studií a je chráněno patenty.
Klíčové složky a jejich účinky:
- Selen: přispívá k normální spermatogenezi.
- Zinek: přispívá k normální plodnosti a reprodukci.
- Folát: přispívá k normálnímu metabolismu homocysteinu a k normální syntéze aminokyselin, která je důležitým předpokladem pro kvalitu spermií.
- Vitamín E a selen: přispívají k ochraně buněk před oxidativním stresem.
Použití a upozornění:
Užívejte dvě kapsle denně při nebo po jídle a zapijte tekutinou. Kapsle by měly být užívány po dobu alespoň tří měsíců, aby došlo k optimalizaci všech jednotlivých fází spermatogeneze. PROfertil® však může a měl by být užíván až do otěhotnění.
Upozornění: Určeno k použití pod lékařským dohledem. Před prvním použitím nebo odchýlením se od doporučených pokynů pro použití se poraďte se svým lékařem.
tags: #proipravek #na #zlepseni #spermie #fylom