Сахар продлевает жизнь сперматозоидов в репродуктивной системе свиней
Для многих видов домашнего скота искусственное осеменение (ИО) является стандартом. Но добиться успеха с первого раза может быть непросто из-за различий в сроках овуляции в стаде.
Сперма остается жизнеспособной в течение дня или двух после того, как достигает яйцевода, трубки, соединяющей матку с яичниками, у свиней и крупного рогатого скота. Время, в течение которого сперма может храниться в яйцеводе, напрямую влияет на успех ИО. Если овуляция происходит сразу, то процесс осеменения повторяют, и значит затраты на процедуру увеличиваются.
Новое исследование Университета Иллинойса определило естественный сахар, который замедляет созревание спермы у свиней, открывая возможность продления времени хранения спермы в женских репродуктивных путях и увеличивая шансы на успешное оплодотворение с помощью ИО.
«Мы знали, что в яйцеводе есть что-то, что увеличивает продолжительность жизни сперматозоидов, но мы не знали, что именно», — говорит Дэвид Миллер, профессор Департамента зоотехники из Иллинойса и соавтор исследования PLOS One. «В этом исследовании мы обнаружили, что молекулы яйцевода, которые связывают сперматозоиды и увеличивают продолжительность их жизни, представляют собой сложные сахара, называемые гликанами».
После проверки более 400 видов сахаров на их способность сохранять сперму, команда Миллера решила, что гликаны могут быть кандидатами на эту способность. Чтобы подтвердить это, они выделили различные сахара из яйцевода свиньи и нанесли их на шарики в лаборатории, имитируя выстилку яйцевода. По сравнению с другими сахарами гранулы, обработанные гликаном, связывали больше сперматозоидов.
Но не только физический акт замедления выработки сперматозоидов увеличивал их продолжительность жизни.
«Мы обнаружили, что гликаны задерживают нормальный приток кальция в сперму», — говорит Миллер. «Обычно кальций медленно поступает в сперматозоиды по мере их созревания, и это запускает процесс дифференцировки, что делает их способными к оплодотворению. Но связывание с этими иммобилизованными сахарами фактически останавливает движение кальция внутри клеток. Так что в некотором смысле гликаны блокируют процесс дифференцировки и заставляют сперматозоиды жить дольше».
Миллер видит несколько потенциальных применений этого открытия. Например, можно было бы провести тест на фертильность спермы с использованием гликанов в лаборатории. Сперма, продолжительность жизни которой не увеличивается при воздействии гликанов, вероятно, будет менее фертильной, и ее можно будет выбросить. Когда-нибудь также можно будет попробовать ввести дополнительные гликаны в яйцевод во время искусственного осеменения, чтобы создать большой резервуар жизнеспособных сперматозоидов.
Результаты исследования также расширяют понимание учеными фертильности среди разных видов животных. Миллер провел исследование, чтобы показать, что аналогичный сахар связывает и продлевает продолжительность жизни в сперме крупного рогатого скота, и в настоящее время он ищет генетические сходства в органах хранения спермы у самых разных групп животных. Природа может использовать одни и те же механизмы для увеличения продолжительности жизни сперматозоидов после спаривания у нескольких видов.
Источник: Колледж сельскохозяйственных, потребительских и экологических наук Университета Иллинойса
