Calciumkanaaltje brengt zaadcel en eicel bij elkaar

In Woody Allen's klassieker Everything you always wanted to know about sex (but were afraid to ask) zijn Woody en zijn mede-acteurs, verkleed als futuristische zaadcellen, er vooraf niet zeker van waar ze heen moeten, maar gaan ze bij de ejaculatie toch doelgericht op pad. In werkelijkheid is het altijd een raadsel geweest hoe menselijke zaadcellen een eicel vinden.


Een bijzonder ionenkanaaltje op de zaadcel blijkt nu het moleculaire mechanisme te zijn waarmee de zaadcellen de eicel weten te localiseren en binnen te dringen. De ontdekking staat beschreven in twee studies die deze week online verschenen in Nature.


Volgens de auteurs, onderzoekers van de universiteit van Californië in San Francisco en het Center of Advanced European Study and Research in Bonn, kan de ontdekking de weg openen naar de behandeling van bepaalde vormen van mannelijke onvruchtbaarheid. En mogelijk ook naar nieuwe technieken voor anticonceptie, waarbij geen hormonen meer hoeven te worden gebruikt.


Het was bekend dat na de ovulatie een 'wolk' zogeheten cumuluscellen rond de eicel het vrouwelijke geslachtshormoon progesteron afscheiden, dat een stroom van calciumionen naar passerende zaadcellen op gang brengt. Die beginnen daardoor extra actief hun zweepstaart te bewegen, wat nodig is om naar de eicel toe te zwemmen en door de dikke celwand te kunnen binnendringen voor de bevruchting.


Hoe progesteron het kunstje klaart, was echter een raadsel. Progesteron werkt normaal gesproken zoals alle steroïdhormonen via een receptor in de cel waardoor bepaalde genen worden aangezet. Omdat in zaadcellen geen transcriptie van genen plaatsvindt, werd vermoed dat de stimulering van zaadcellen langs een niet-genetische, chemische route moest verlopen, maar hoe precies bleef onduidelijk. Zaadcellen zijn namelijk moeilijk te bestuderen. Ze zijn heel klein, hebben amper cytoplasma en bewegen voortdurend.


De onderzoeksteams in San Francisco en Bonn hebben het moleculaire mechanisme nu gevonden. Progesteron blijkt CatSper te activeren, een zuurgraadgevoelig calciumkanaaltje op het membraan van de zweepstaart van de zaadcel. Dit eiwitpoortje gaat hierdoor openstaan, zodat calcium-ionen snel het membraan kunnen passeren en de staart driftig begint te bewegen.


De wetenschappers kwamen het raadsel op het spoor door elektrische (ionen) stroompjes op het membraan van zaadcellen te volgen. Ze ontdekten dat de stroompjes door progesteron en bij activatie van CatSper identiek waren. Blootstelling aan progesteron bleek ook direct te leiden tot meer calcium in de zaadcellen. De onderzoekers vermoeden dat progesteron direct aan CatSper bindt en zo het kanaaltje openzet.


Het was bekend dat mutaties in Cat-Sper verband houden met mannelijke onvruchtbaarheid. Nu blijkt waarom. De onderzoekers nemen aan dat zaadcellen met kapotte kanaaltjes niet reageren op het progesteron van de cumuluscellen en daardoor de eicel niet kunnen vinden en bevruchten.


Het moleculaire mechanisme zou CatSper ook interessant kunnen maken als aanknopingspunt voor een nieuwe vorm van anticonceptie. Omdat CatSper nergens anders in het lichaam voorkomt, zou een stofje dat het kanaal lamlegt geen andere cellen beïnvloeden en dus, anders dan hormonale anticonceptie, geen bijwerkingen hebben.


Jan Kremer, hoogleraar voortplantingsgeneeskunde aan de Radboud Universiteit Nijmegen, noemt de twee Nature-studies interessant en van groot fundamenteel belang. 'Ze hebben eindelijk eens duidelijk gemaakt hoe de zaadcel de eicel opzoekt en penetreert.'


De klinische impact is echter nog ver weg, aldus Kremer. 'We kunnen nog niet eens testen op die vruchtbaarheidsstoornis. En wat die anticonceptieclaim betreft: daar ben ik sceptisch over. Ik heb wel meer fysiologische processen zien langskomen waarover dat werd gezegd. Het zou best kunnen, maar dan toch pas over enkele tientallen jaren.'


Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright @volkskrant.nl.
© 2020 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden