Arbeitsblatt: Spermien

Exkurs: Spermien Spermien (Spermatozoen) werden in den Hoden gebildet und sind bewegliche geschwänzte Zellen von 50- 60 m Länge, die sich aus folgenden Teilen zusammensetzen: • Kopf • Hals • Mittelstück • Schwanzstück Der Kopf hat eine ovale Form, der den Kern mit der Erbinformation enthält. Als Hals bezeichnet man das kurze Übergangsstück zwischen dem Kopf und dem Mittelstück des Spermiums. In dem Mittelstück des Spermiums befinden sich die Mitochondrien. Das sind Zellstrukturen die zur Energiegewinnung dienen. Sie werden deshalb auch die Kraftwerke der Zelle genannt. Sie liefern die Energie zur Fortbewegungsfähigkeit der Spermien. Das Schwanzstück ist der längste Teil des Spermiums. Durch peitschenartige Bewegungen sorgt es für die Wanderung des Spermiums zur Eizelle. Pro Minute kann ein Spermium im weiblichen Genitaltrakt eine Strecke von ca. 3-4 mm zurücklegen. Für den Weg bis zur Eizelle benötigen die Spermien ungefähr 1-3 Stunden. Beschriften Sie folgende Abbildung: 1: 2: 3: 4: Schon gewusst??? Spermien lieben Maiglöckchenduft Der Duft von Maiglöckchen lockt Spermien an. Doppelt so schnell schwimmen sie in Richtung Eizelle. Dies eröffne neue Möglichkeiten bei der Verhütung, indem man Spermien einfach die Nase zuhalte, hoffen Forscher Menschliche Spermien sind überhaupt nicht orientierungslos, ganz im Gegenteil: Sie schwimmen immer der Nase nach. Bochumer Forscher entdeckten gemeinsam mit amerikanischen Wissenschaftlern Riechrezeptoren, die sonst nur in der Nase vorkommen. Ein Maiglöckchen-ähnlicher Duft locke die Spermien an, berichtet das Team um Dr. Marc Spehr und Prof. Hanns Hatt im Wissenschaftsmagazin Science (28.3.2003). Das Duftmolekül bewirkt, dass die Spermien den Turbo einschalten, schneller schwimmen und den Weg zur Duftquelle einschlagen. Umgekehrt schalte ein blockierender Duft die Geruchsorientierung der Spermien aus. Maiglöckchen wirkt am besten Als am besten wirksame Düfte wurden Bourgeonal und Zyklamal ausgemacht zwei synthetische Substanzen, mit denen normalerweise der Duft von Maiglöckchen industriell imitiert wird. Verhaltensversuche an menschlichen Spermien ergaben, dass sich die Samenzellen in ihrer Schwimmrichtung exakt auf den Maiglöckchenduft hin orientieren und außerdem ihre Schwimmgeschwindigkeit verdoppeln. In Gegenwart von blockierenden Substanzen war dieser Effekt nicht zu sehen. Die Spermien schwammen wieder langsam ziellos umher. Hatt glaubt: Dies eröffne ganz neue Möglichkeiten bei der Verhütung und künstlichen Befruchtung. Stressige Reise Damit Ei- und Samenzellen einander treffen, brauchen sie das richtige Timing. Etwa ein bis zwei Stunden benötigen die Spermien nach dem Einbringen in die Scheide, um in den ersten Abschnitt des Eileiters zu gelangen. Von den 300 Millionen Spermien, die die vaginale Startlinie überqueren, schaffen nur etwa 200-300 die Hürden von Muttermund und Gebärmutter. Den Überlebenden steht jetzt noch die strapaziöse Reise durch den unendlich langen Eileiter bevor mit vielen Hindernissen. Um letztlich bei der Eizelle zu landen, ist die Spürnase der Spermien gefragt. Denn nur mit Hilfe der chemischen Substanzen der Eizelle lässt sich ein Zusammentreffen von Spermium und Eizellen in den Weiten des Eileiters erklären. Ein zufälliges Treffen wäre sehr unwahrscheinlich, glauben die Forscher. Bereits vor etwa zehn Jahren konnten Hatt und Kollegen zeigen, dass sich im Anfangsteil des Spermienschwanzes Ionenkanäle befinden, die sich mit ähnlicher Struktur und Funktion auch in Riechzellen nachweisen ließen (Nature, 1994). Eine offene Frage blieb: Wie werden diese Kanäle aktiviert, die für die Richtungssteuerung der Spermien so entscheidend sind wie die Ruder bei einem Schiff? Verhütung: Spermien die Nase zuhalten Eine Gruppe chemischer Substanzen kann also gezielt Spermienbewegungen steuern, indem sie einen in der Spermienmembran eingebauten Rezeptor aktivieren, so die Forscher. Hatt spekuliert: Jetzt müsse man nur noch diese Substanz in der Follikelflüssigkeit oder in der Umgebung menschlicher Eizellen nachweisen. Dann ist der erste biologisch aktive Lockstoff für menschliche Spermien gefunden, so der Zellphysiologe. Der Einsatz von Lockstoffen könnte von weitreichender Bedeutung für eine erfolgreiche Invitro Fertilisations-Therapie sein, um kinderlosen Ehepaaren zu ihrem Kinderwunsch zu verhelfen. Aber es besteht auch die Hoffnung, durch Verwendung des blockierenden Duftes Ansätze für eine neue, Frauen nicht belastende, völlig hormonfreie, empfängnisverhütende Therapie zu entwickeln. Man kann den Spermien sozusagen die Nase zuhalten und sie dadurch am Auffinden der Eizelle hindern, meint Hatt. Quelle: Ruhr-Universität Bochum (März 2003)