Των Rebecca Dean, Irem Sepil, Krish Sanghvi, The Conversation.
Όταν πρόκειται για την αναπαραγωγή, η γυναικεία βιολογία περιγράφεται συχνά με όρους βιολογικού ρολογιού. Οι γυναίκες γεννιούνται με το μεγαλύτερο μέρος της εφ’ όρου ζωής προμήθειας ωαρίων τους, πράγμα που σημαίνει ότι η ηλικία μιας γυναίκας είναι συνήθως η ίδια με την ηλικία των ωαρίων της. Οι μεγαλύτερες γυναίκες, επομένως, παράγουν μεγαλύτερα σε ηλικία ωάρια.
Αλλά η ανδρική αναπαραγωγή λειτουργεί διαφορετικά. Τα σπερματοζωάρια παράγονται συνεχώς από την εφηβεία και μετά και μπορούν να αποθηκευτούν στο αναπαραγωγικό σύστημα πριν από την εκσπερμάτιση. Αυτό σημαίνει ότι η ηλικία ενός άνδρα δεν είναι απαραίτητα η ίδια με την ηλικία των σπερματοζωαρίων του. Τι συμβαίνει λοιπόν στα σπερματοζωάρια όσο περιμένουν;
Στους άνδρες που προσπαθούν να αποκτήσουν παιδί συχνά δίνεται η συμβουλή να κάνουν σεξουαλικά αποχή για αρκετές ημέρες, ώστε να αυξηθεί ο αριθμός των σπερματοζωαρίων τους. Είναι αλήθεια ότι η αποχή αυξάνει τον αριθμό των σπερματοζωαρίων. Αλλά το μέγεθος της εκσπερμάτισης δεν είναι ο μόνος παράγοντας που καθορίζει τη γονιμότητα. Η νέα μας μελέτη δείχνει ότι στους άνδρες (και σε άλλα αρσενικά ζώα), τα σπερματοζωάρια που αποθηκεύονται κατά τη διάρκεια της σεξουαλικής αποχής «γερνούν» και υποβαθμίζονται σε ποιότητα.
Γνωρίζουμε ήδη ότι η ανδρική γονιμότητα μειώνεται με την ηλικία. Αυτό που παρέμενε ασαφές είναι αν ο χρόνος που τα σπερματοζωάρια παραμένουν αποθηκευμένα συμβάλλει σε αυτή τη μείωση.
Η απάντηση σε αυτό το ερώτημα είναι ιδιαίτερα επίκαιρη. Η σεξουαλική δραστηριότητα φαίνεται να μειώνεται, ειδικά μεταξύ των νέων ανθρώπων. Σε συνδυασμό με την παγκόσμια τάση προς την αναβολή της τεκνοποίησης, αυτό μπορεί να επιδεινώσει περαιτέρω την παγκόσμια μείωση της γονιμότητας.
Για την έρευνά μας, συλλέξαμε δεδομένα σπέρματος από 115 δημοσιευμένες μελέτες που αφορούσαν σχεδόν 55.000 άνδρες. Διαπιστώσαμε ότι όταν οι άνδρες απείχαν από την εκσπερμάτιση, η υγεία των σπερματοζωαρίων τους μειωνόταν σημαντικά. Η κινητικότητα των σπερματοζωαρίων (η ικανότητά τους να κολυμπούν) και η βιωσιμότητά τους μειώθηκαν –και το DNA των σπερματοζωαρίων υπέστη μεγαλύτερη βλάβη.
Εντοπίσαμε δύο πιθανές αιτίες. Η πρώτη είναι το οξειδωτικό στρες –μια μορφή βιολογικής «σκουριάς» που συσσωρεύεται στα σπερματοζωάρια και μπορεί να τα βλάψει σωματικά. Η δεύτερη είναι η εξάντληση ενέργειας. Σε αντίθεση με τα περισσότερα κύτταρα, τα σπερματοζωάρια είναι εξαιρετικά δραστήρια και έχουν περιορισμένη ικανότητα να αναπληρώνουν τα ενεργειακά τους αποθέματα. Όταν αποθηκεύονται για μεγάλα χρονικά διαστήματα, απλώς εξαντλούνται από καύσιμα.
Ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας συνιστά την αποχή από εκσπερμάτιση για δύο έως επτά ημέρες πριν από την παροχή δείγματος σπέρματος για ανάλυση, θεραπείες γονιμότητας ή διαδικασίες όπως η εξωσωματική γονιμοποίηση (IVF). Ωστόσο, τα ευρήματά μας υποδηλώνουν ότι ακόμη και μικρότερες περίοδοι μπορεί να είναι καλύτερες εάν επιδιώκεται η βελτίωση της ποιότητας του σπέρματος στο δείγμα.
Αυτό υποστηρίζει μια πρόσφατη ανακάλυψη ότι η εκσπερμάτιση εντός 48 ωρών από την παροχή δείγματος βελτιώνει τα αποτελέσματα της θεραπείας IVF σε σύγκριση με μεγαλύτερες περιόδους αποχής. Ευθυγραμμίζεται επίσης με μια υπόθεση της εξελικτικής βιολογίας.
Γνωρίζουμε ότι στα πρωτεύοντα, η συχνή εκσπερμάτιση μέσω αυνανισμού βελτιώνει την ποιότητα των εκσπερματώσεων. Σε συνδυασμό με τα αποτελέσματά μας, αυτό υποδηλώνει ότι ο ανδρικός αυνανισμός μπορεί να έχει ένα προσαρμοστικό όφελος: απομακρύνει τα κατεστραμμένα, αποθηκευμένα σπερματοζωάρια.
Τα σπερματοζωάρια δεν υποβαθμίζονται μόνο μέσα στο αρσενικό. Μπορούν επίσης να υποβαθμιστούν μετά τη σύζευξη, όταν αποθηκεύονται μέσα στο θηλυκό. Το ανθρώπινο σπέρμα παραμένει ζωντανό μέσα σε μια γυναίκα μόνο για λίγες ημέρες. Ωστόσο, σε άλλα ζώα, όπως οι βασίλισσες μυρμηγκιών, οι μέλισσες και οι νυχτερίδες, τα σπερματοζωάρια μπορούν να αποθηκευτούν για αρκετούς μήνες ή ακόμα και χρόνια πριν γονιμοποιήσουν τα ωάρια.
Τα πουλιά και οι μέλισσες
Για να ελέγξουμε αν η υποβάθμιση των σπερματοζωαρίων κατά την αποθήκευση αποτελεί ένα ευρέως διαδεδομένο βιολογικό πρότυπο, εξετάσαμε δεδομένα από 56 μελέτες σε 30 διαφορετικά είδη ζώων, συμπεριλαμβανομένων πτηνών και μελισσών, ερπετών και άλλων θηλαστικών. Και εδώ, διαπιστώσαμε ότι η ποιότητα του σπέρματος μειώθηκε κατά την αποθήκευση.
Πατέρες που αποθήκευσαν σπέρμα πριν από την εκσπερμάτιση ή μητέρες που το αποθήκευσαν πριν από τη γονιμοποίηση, παρήγαγαν έμβρυα με χαμηλότερες πιθανότητες επιβίωσης. Υποψιαζόμαστε ότι αυτό δεν οφείλεται μόνο σε κατεστραμμένο DNA. Μπορεί επίσης τα αποθηκευμένα σπερματοζωάρια να έχουν διαφορετικό προφίλ γονιδιακής έκφρασης –δηλαδή, διαφορετικό πρότυπο ως προς το ποια γονίδια είναι ενεργά και χρησιμοποιούνται– σε σύγκριση με τα φρέσκα σπερματοζωάρια.
Είναι ενδιαφέρον ότι τα σπερματοζωάρια υποβαθμίζονταν με βραδύτερο ρυθμό μέσα στα θηλυκά από ό,τι μέσα στα αρσενικά. Αυτό μπορεί να οφείλεται στο ότι τα θηλυκά σε πολλά είδη έχουν εξελίξει εξειδικευμένα όργανα που εκκρίνουν αντιοξειδωτικά, ουσίες που θρέφουν και προστατεύουν τα σπερματοζωάρια που αποθηκεύουν, επεκτείνοντας ουσιαστικά τη λειτουργική τους διάρκεια ζωής.
Είτε σε ποντίκια είτε σε ανθρώπους, τα σπερματοζωάρια, όπως και τα ωάρια, έχουν ημερομηνία λήξης μετά την παραγωγή τους. Όταν τα σπερματοζωάρια αποθηκεύονται για πολύ καιρό πριν από τη γονιμοποίηση, η ποιότητά τους υποβαθμίζεται.
Ωστόσο, το κρίσιμο σημείο είναι ότι τα ευρήματά μας υποδεικνύουν επίσης μια απλή και δυνητικά ισχυρή παρέμβαση. Πολλά προβλήματα γονιμότητας προκαλούνται από παράγοντες εκτός του ελέγχου μας, όπως περιβαλλοντικές τοξίνες, στρες και γενετική. Αλλά η διάρκεια αποθήκευσης του σπέρματος είναι κάτι που μπορεί να τροποποιηθεί. Η χρήση φρέσκου εκσπερματωμένου σπέρματος για γονιμοποίηση θα μπορούσε επομένως να προσφέρει μια ουσιαστική ώθηση στα αποτελέσματα γονιμότητας, βελτιώνοντας την ποιότητα του σπέρματος.
