Исследователи из Великобритании и Мексики с помощью трехмерной высокоскоростной микроскопии показали, как на самом деле движутся сперматозоиды человека в среде. Результаты новой работы не согласуются со сделанными ранее выводами.

Более трехсот лет назад Антони ван Левенгук использовал один из первых оптических микроскопов, чтобы посмотреть на человеческую семенную жидкость. В результате ученый обнаружил, что сперматозоиды имеют жгутики, благодаря которым они передвигаются в среде. Однако авторы новой работы показали, что это всего лишь оптическая иллюзия.

Для этого исследователи применили высокоскоростную камеру, способную записывать более 55 тысяч кадров в секунду, и микроскоп с пьезоэлектрическим устройством для перемещения образца по вертикали с невероятно высокой скоростью. Благодаря этому исследователи смогли зафиксировать движения отдельных сперматозоидов в трехмерном пространстве.

Результаты исследования показали, что жгутик этих клеток довольно сильно подвержен влиянию внешней среды и на самом деле может двигаться лишь в одну сторону. В таком случае клетки должны плавать по кругу. Но этого не происходит благодаря механизмам, которые они со временем выработали. Оказывается, сперматозоиды по мере движения вперед вращаются еще и вокруг своей оси. Если сложить несколько кадров, показывающих, как передвигаются эти клетки, траектория их движения окажется похожа на спираль.

Такая техника «плавания», по словам исследователей, позволяет клеткам компенсировать асимметрию своего строения и симметрично двигаться по прямой линии. По словам исследователей, их работа позволит по-новому взглянуть на движение этих половых клеток и создать новые подходы для измерения подвижности сперматозоидов.

Компьютерные системы анализа спермы, используемые сегодня как в клиниках, так и для исследований, все еще основываются на двумерных представлениях о движении половых клеток. Поэтому, как и первый микроскоп Левенгука, они все еще склонны опираться на иллюзорную симметрию колебаний жгутиков клеток при оценке качества спермы. Новая работа поможет уточнить наши представления о качестве половых клеток.
 

https://indicator.ru/biology/kak-na-samom-dele-plavayut-spermatozoidy-04-08-2020.htm
https://advances.sciencemag.org/content/6/31/eaba5168 
BY HERMES GADÊLHA, PAUL HERNÁNDEZ-HERRERA, FERNANDO MONTOYA, ALBERTO DARSZON, GABRIEL CORKIDI. Human sperm create the optical illusion of symmetric swimming in 2D using asymmetric beating in 3D. SCIENCE ADVANCES31 JUL 2020 : EABA5168