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Progesteron macht Spermien „Beine“

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Progesteron hilft bei der Befruchtung den Spermatozoen quasi auf die Sprünge. Wie ein molekulares Navigationsgerät weist das Hormon den Samenzellen den Weg zur Eizelle. Die direkte Öffnung eines speziellen Ionenkanals (CatSper) sorgt zudem für genügend „Antrieb“, um in die Zona pellucida als letzte Hürde einzudringen.
Bereits in nanomolaren Konzentrationen stimuliert Progesteron Spermatozoen. Das Hormon öffnet membranständige CatSper-Kanäle in der Flagella. Die Progesteron-Wirkung verläuft direkt über einen nicht-genomischen Signalweg, bei dem Kalzium in die Samenzelle strömt.

Chemotaktisches Signalmolekül weist den Weg zum Ziel

Dosisabhängig verändert sich dadurch das Schlagmuster des Spermienschwanzes und steuert so die Schwimmbahn der Spermien zu der Eizelle. Bei sehr hohen Konzentrationen – nahe der Kumulus¬zellen der Eizelle – kommt es zudem zur Hyperaktivierung, die Spermien auch hochvisköse Medien überwinden lässt. Das erleichtert ihnen den Weg zur Eizelle und sie können besser in die Zona pellucida eindringen.

„Promiskuitive“ Bindungseigenschaften

Der CatSper-Kanal wird durch Progesteron oder auch Prostaglandine aktiviert – beides wichtige Moleküle des Ovidukts. Aber der Ionenkanal scheint nicht wählerisch bezüglich seiner Bindungspartner zu sein. Auch Duftstoffe wie Bourgonal (Maiglöckchenduft) oder Menthol können den Ionenkanal öffnen. Allerdings sind 1.000-fach höhere Konzentrationen wie von Progesteron nötig.

Endokrine Disruptoren stören Navigation

Geringste Mengen von endokrinen Disruptoren dagegen könnten reichen, um das ausgeklügelte System der Befruchtung zu stören. Manche weit verbreiteten Substanzen (u.a. in UV-Filter in Sonnencremes, antibakterielle Stoffe in Zahncremes, Weichmacher) öffneten bei in vitro Versuchen den Kanal ebenfalls direkt – in Konzentrationen, wie sie im Körper gemessen werden. Kombinationen dieser Substanzen wirkten sogar kooperativ.

Chemischer Wegweiser gedämpft

Sie könnten in vivo nicht nur dafür sorgen, dass Spermien zu unpassender Zeit und damit am fal¬schen Ort den „Turbo“ einschalten. Sie könnten auch die Navigation zur Eizelle stören, weil sie die Spermien weniger empfindlich für Progesteron machen.

Neuer Ansatz für Verhütung

Der CatSper-Kanal findet sich nur auf Spermatozoen, er konnte in keiner anderen Körperzelle nachgewiesen werden. Mäuse ohne diese Kanäle sind infertil und auch Männer mit einem CatSper-Gendefekt sind unfruchtbar. Wenn es gelänge die Progesteron und Prostaglandin-Bindungsstelle spezifisch zu stören, bietet sich damit theoretisch ein neuer Weg für eine innovative Form der Verhütung.

Quelle:

Schiffer C, Müller A, Egeberg DL et al. EMBO Rep. 2014 Jul;15(7):758-65.
Brenker C, Goodwin N, Weyand I, Kashikar ND et al. EMBO J. 2012 Apr 4;31(7):1654-65.
Strünker T, Goodwin N, Brenker C et al. Nature. 2011 Mar 17;471(7338):382-6.

 

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