Zaadcellen gedragen zich na de ejaculatie als wielrenners. Het is niet alleen de kleurrijke conclusie uit een recent onderzoek, het opent ook nieuwe perspectieven voor in-vitrofertilisatie.
Beeld: ‘Peltonnetjes’ zaadcellen van een stier (geel omcirkeld) nemen het op tegen individuele spermatozoïden in de race naar de eileider. (© S. Phuyal, S.S. Suarez, C.-K. Tung).
Een bevruchting is al wel vaker vergeleken met een race waarin de sterkste of de snelste zaadcel het haalt. Dr. Chih-kuan Tung verwijst nu zeer specifiek naar een wielerwedstrijd, in het kielzog van zijn onderzoek met een team van de North Carolina A&T State- en Cornell-universiteiten. Dit bracht namelijk een nieuwe nuance aan het licht die de metafoor van de koers wel heel toepasselijk maakt: ‘Spermatozoïden kunnen beter tegen de stroom in zwemmen wanneer ze dat in groep doen. In formaties die veel weg hebben van een peloton of een groepje achtervolgers.’
Tijdens eerder onderzoek hadden Tung en zijn collega’s al vastgesteld dat zaadcellen na de ejaculatie als het ware spontaan en natuurlijk elkaars gezelschap opzoeken zonder zich aan elkaar vast te klampen. Bij het zwemmen in een visco-elastische vloeistof dus, die ze – zoals bekend – moeten trotseren om door de baarmoederhals en de baarmoeder de eileider te bereiken, om daar een eicel te kunnen bevruchten. De vervolgvraag lag wetenschappelijk voor de hand: waaróm doen ze dat?
Pelotonvorming
Het team zette daarvoor een reeks experimenten op met sperma van runderen – een goed model voor de menselijke variant – en een microfluïdisch apparaat dat de af te leggen weg naar de eileider imiteerde. Vervolgens observeerden ze hoe spermatozoïden reageerden bij verschillende stromingsparameters. Daaruit leidden ze in een volgende stap drie mogelijke biologische voordelen af die de ‘pelotonvorming’ biedt:
1. Bij een zeer zwakke of geen tegenstroom veranderde het ‘peloton’ minder vaak van richting en hield het een rechtere en dus kortere lijn aan.
2. Bij een milde tot gemiddelde tegenstroom bleef het ‘peloton’ in lijn, zoals een school vissen die stroomopwaarts zwemt. Een aerodynamisch voordeel in vloeistof, zeg maar.
3. Bij een sterke tegenstroom bood de ‘pelotonformatie’ safety in numbers, bescherming in aantallen, tegen het meegesleept worden door de stroming.
Dat ligt helemaal in lijn met wat in een wielerwedstrijd gebeurt, maar dan met luchtweerstand. Onderzoek van specialist ter zake Bert Blocken (TU Eindhoven/KU Leuven) wees bijvoorbeeld uit dat een renner in het midden van het peloton slechts 5 tot 10 procent van de luchtweerstand ervaart, vergeleken met de 100 wanneer hij alleen rijdt. Parallel daarmee, en terug naar de nuance die het onderzoek aanreikt: soms wordt de eenzame vluchter in de visco-elastische vloeistof daardoor bijgehaald door het peloton en wint een van de achtervolgende zaadcellen, een andere keer niet. ‘Op langere termijn,’ licht Tung het breder belang van het onderzoek toe, ‘kan dit inzicht leiden tot een meer doelmatige selectie van sperma bij in-vitrofertilisatie of andere kunstmatige voortplantingstechnieken.’
