Weibliches Sexualhormon steuert menschliche Spermien

Progesteron aktiviert Kalzium-Kanäle und steuert so die Schwimmbahn des Spermiums

München (17. März 2011) – In manchen Beziehungen gibt der Mann die Richtung vor. Auf zellulärer Ebene, wenn sich Eizelle und Spermium begegnen, hält dagegen die Frau alle Fäden in der Hand. Bonner Wissenschaftler vom center of advanced european studies and research (caesar) konnten nun den Wirkungsmechanismus des weiblichen Sexualhormons Progesteron in menschlichen Spermien aufklären. Das Team um Benjamin Kaupp berichtet in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift „Nature“, dass das Hormon Ionenkanäle aktiviert, die so genannten CatSper-Kanäle (cation channels of sperm), und so das Schwimmverhalten der Spermien steuert.

Die Eizelle zeigt im Eileiter orientierungslosen Spermien wo’s lang geht. Um die Befruchtung sicherzustellen, produzieren Kumuluszellen, die die Eizelle einhüllen, das weibliche Sexualhormon Progesteron. Progesteron fungiert als Lockstoff und weist den Spermien den Weg zur Eizelle.

Neben der „anziehenden“ Wirkung, dient Progesteron noch einer weiteren Funktion: in unmittelbarer Nähe zur Eizelle, dort, wo seine Konzentration am höchsten ist, löst es eine „Hyperaktivierung“ der Spermien aus. Hyperaktive Spermien schlagen wild mit ihrem Schwanz und scheinen dabei letzte Kraftreserven zu mobilisieren – wie ein Marathonläufer auf der Zielgeraden. Die Spermien können so die dichte Wolke aus Kumuluszellen und die schützende Eihülle durchdringen. Progesteron lässt in Spermien die Kalzium-Konzentration ansteigen. Diese Kalzium-Signale ändern das Schlagmuster des Schwanzes und steuern so die Schwimmbahn der Spermien.
Die Bonner Wissenschaftler haben nun entdeckt, dass Progesteron direkt an die CatSper-Kanäle bindet. Diese Ionenkanäle findet man ausschließlich in der Membran des Spermienschwanzes. Ionenkanäle sind porenbildende Proteine, die in der Zellmembran als Schleusen für Ionen fungieren. Progesteron öffnet die CatSper-Kanäle, und Kalzium-Ionen strömen in die Zelle, was die Kalzium-Konzentration ansteigen lässt.

Die Entdeckung ist in mehrerer Hinsicht bemerkenswert: Trotz jahrzehntelanger Forschung blieb rätselhaft, wie Progesteron die Kalzium-Signale auslöst. Es wurden komplizierte Modelle für die Progesteron-Wirkung entwickelt. Dass der Wirkungsmechanismus so simpel ist – die Öffnung der CatSper-Kanäle funktioniert direkt, ohne Umweg – hat selbst die Bonner Forscher überrascht.

Darüber hinaus liefert die Studie auch neue Erkenntnisse über die Rolle der CatSper-Kanäle in Spermien. Diese Kanäle steuern das Schwimmverhalten der Spermien, soviel war bekannt. Dass die CatSper-Kanäle jedoch den Rezeptor für den Lockstoff Progesteron darstellen, ist erstaunlich. „Nur durch den Einsatz modernster elektrophysiologischer und optischer Techniken“ so Kaupps Mitarbeiter Timo Strünker „ist es uns gelungen, das 30 Jahre alte Rätsel der Progesteron-Wirkung zu lösen“. Die Bonner Forscher haben dazu mit Wissenschaftlern des Forschungszentrum Jülich kooperiert.

„Dass Progesteron die CatSper-Kanäle aktiviert, ist auch medizinisch von großer Bedeutung“, ergänzt Kaupp. “Wenn es gelingt, die Wechselwirkung mit dem Ionenkanal spezifisch zu stören, könnte man neue, noch besser verträgliche Verhütungsmittel entwickeln“. Von der aktuellen wissenschaftlichen Erkenntnis bis zum innovativen Verhütungsmittel ist es jedoch noch ein weiter Weg.


Stiftung caesar

Die Stiftung caesar ist assoziiert mit der Max-Planck-Gesellschaft und betreibt in Bonn ein Zentrum für neurowissenschaftliche Forschung. Die wissenschaftliche Arbeit erfolgt nach den Exzellenzkriterien der Max-Planck-Gesellschaft.


Quelle: Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V., 17.03.2011 (tB).

MEDICAL NEWS

Inadequate sequencing of SARS-CoV-2 variants impedes global response to COVID-19
New meta-analysis finds cannabis may be linked to development of…
New guidance on how to diagnosis and manage osteoporosis in…
Starting the day off with chocolate could have unexpected benefits
Better mental health supports for nurses needed, study finds

SCHMERZ PAINCARE

Versorgung verbessern: Deutsche Gesellschaft für Schmerzmedizin fordert die Einführung des…
Pflegeexpertise im Fokus: Schmerzmanagement nach Operationen
Versorgung verbessern: Bundesweite Initiative der Deutschen Gesellschaft für Schmerzmedizin zu…
Jedes vierte Kind wünscht bessere Schmerzbehandlung
Lebensqualität von Patienten in der dauerhaften Schmerztherapie mit Opioiden verbessern

DIABETES

Bundestag berät über DMP Adipositas: DDG begrüßt dies als Teil…
Mit der Smartwatch Insulinbildung steuern
Verbände fordern bessere Ausbildung und Honorierung von Pflegekräften für Menschen…
Minimalinvasive Geräte warnen ungenügend vor Unterzuckerung
Typ-1-Diabetes und Hashimoto-Thyreoiditis treten häufig gemeinsam auf

ERNÄHRUNG

Wie eine Diät die Darmflora beeinflusst: Krankenhauskeim spielt wichtige Rolle…
DGEM plädiert für Screening und frühzeitige Aufbautherapie: Stationäre COVID-19-Patienten oft…
Führt eine vegane Ernährungsweise zu einer geringeren Knochengesundheit?
Regelmässiger Koffeinkonsum verändert Hirnstrukturen
Corona-Erkrankung: Fehl- und Mangelernährung sind unterschätze Risikofaktoren

ONKOLOGIE

Anti-Myelom-Therapie mit zusätzlich Daratumumab noch effektiver
Positive Ergebnisse beim fortgeschrittenen Prostatakarzinom: Phase-III-Studie zur Radioligandentherapie mit 177Lu-PSMA-617
Lymphom-News vom EHA2021 Virtual. Alle Berichte sind nun online verfügbar!
Deutsch-dänisches Interreg-Projekt: Grenzübergreifende Fortbildungskurse in der onkologischen Pflege
Sotorasib: Neues Medikament macht Lungenkrebs-Patienten Hoffnung

MULTIPLE SKLEROSE

NMOSD-Erkrankungen: Zulassung von Satralizumab zur Behandlung von Jugendlichen und Erwachsenen
Verzögerte Verfügbarkeit von Ofatumumab (Kesimpta®)
Neuer Biomarker bei Multipler Sklerose ermöglicht frühe Risikoeinschätzung und gezielte…
Multiple Sklerose beginnt oft lange vor der Diagnose
Goldstandard für Versorgung bei Multipler Sklerose

PARKINSON

Meilenstein in der Parkinson-Frühdiagnose
Parkinson-Erkrankte besonders stark von Covid-19 betroffen
Gangstörungen durch Kleinhirnschädigung beim atypischen Parkinson-Syndrom
Parkinson-Agenda 2030: Die kommenden 10 Jahre sind für die therapeutische…
Gemeinsam gegen Parkinson: bessere Therapie durch multidisziplinäre Versorgung