Bagaimana cara Sperma Manusia Berenang?

Lebih dari tiga ratus tahun setelah Antonie van Leeuwenhoek menggunakan salah satu mikroskop paling awal untuk menggambarkan sperma manusia sebagai memiliki “ekor, yang, ketika berenang, bulu mata dengan gerakan seperti ular, seperti belut dalam air,” para ilmuwan telah mengungkapkan ini adalah ilusi optik .

Saintis! Kita harus akui, anggapan kitapun masih sama bahwa sperma berlomba seperti sekumpulan brudu setidakny sampai penemuan baru-baru ini.

Sebuah Studi terobosan, yang diterbitkan dalam jurnal Science Advances, para ilmuan menggunakan mikroskop dan matematika 3D yang canggih, Dr Hermes Gadelha dari Universitas Bristol, Dr Gabriel Corkidi dan Dr Alberto Darszon dari Universidad Nacional Autonoma de Mexico, telah memelopori rekonstruksi gerakan sebenarnya dari ekor sperma di 3D. Menggunakan kamera berkecepatan tinggi yang mampu merekam lebih dari 55.000 frame dalam satu detik, dan tahap mikroskop dengan perangkat piezoelektrik untuk memindahkan sampel ke atas dan ke bawah dengan kecepatan sangat tinggi, mereka dapat memindai sperma yang berenang bebas dalam 3D.

Mengungkapkan bahwa ekor sperma sebenarnya miring dan hanya bergoyang di satu sisi. Sementara ini seharusnya berarti stroke satu sisi sperma membuatnya berenang berputar-putar, sperma telah menemukan cara cerdas untuk beradaptasi dan berenang ke depan. “Sperma manusia tahu jika mereka menggelinding saat berenang, seperti berang-berang yang bermain-main dengan corkscrewing melalui air, stoke satu sisi mereka akan keluar rata-rata, dan mereka akan berenang ke depan,” kata Dr Gadelha, kepala Laboratorium Polymaths di Departemen Bristol. Rekayasa Matematika dan seorang ahli dalam matematika kesuburan.

Pemintalan sperma yang cepat dan sangat tersinkronisasi menyebabkan ilusi ketika dilihat dari atas dengan mikroskop 2D – ekor tampaknya memiliki gerakan simetris sisi-ke-sisi, “seperti belut dalam air,” seperti dijelaskan oleh Leeuwenhoek pada abad ke-17. “

Namun, penemuan kami menunjukkan sperma telah mengembangkan teknik berenang untuk mengimbangi kelemahan sisi mereka dan dalam melakukannya telah dengan cerdas memecahkan teka-teki matematika pada skala mikroskopis: dengan menciptakan simetri dari asimetri,” kata Dr Gadelha. “Namun, pemintalan mirip sperma manusia sangat kompleks: kepala sperma berputar pada saat yang sama ketika ekor sperma berputar di sekitar arah berenang. Ini dikenal dalam fisika sebagai presesi, seperti ketika orbit Bumi dan Mars berpesiar di sekitar. matahari.”

Sistem analisis air mani berbantuan komputer yang digunakan saat ini, baik di klinik maupun untuk penelitian, masih menggunakan tampilan 2D untuk melihat pergerakan sperma. Karena itu, seperti mikroskop pertama Leeuwenhoek, mereka masih rentan terhadap ilusi simetri ini sambil menilai kualitas semen. Penemuan ini, dengan penggunaan baru teknologi mikroskop 3D yang dikombinasikan dengan matematika, dapat memberikan harapan segar untuk membuka kunci rahasia reproduksi manusia.

“Dengan lebih dari setengah infertilitas yang disebabkan oleh faktor pria, memahami ekor sperma manusia adalah dasar untuk mengembangkan alat diagnostik masa depan untuk mengidentifikasi sperma yang tidak sehat,” tambah Dr Gadelha, yang karyanya sebelumnya telah mengungkapkan biomekanik kelengkungan sperma dan kecenderungan ritmis yang tepat yang menjadi ciri khas. bagaimana sperma bergerak maju.

Dr Corkidi dan Dr Darszon memelopori mikroskop 3D untuk berenang sperma. “Ini adalah kejutan yang luar biasa, dan kami percaya mikroskop 3D canggih kami akan mengungkap lebih banyak rahasia tersembunyi di alam. Suatu hari teknologi ini akan tersedia untuk pusat-pusat klinis,” kata Dr Corkidi. “Penemuan ini akan merevolusi pemahaman kita tentang motilitas sperma dan dampaknya pada pembuahan alami. Begitu sedikit yang diketahui tentang lingkungan rumit di dalam saluran reproduksi wanita dan bagaimana berenang sperma mempengaruhi pembuahan. Alat-alat baru ini membuka mata kita pada kemampuan luar biasa yang dimiliki sperma. , “kata Dr Darszon.

Jurnal Refrensi:

• Hermes Adelha., Gabriel Corkidi dan Dr Alberto Darszon. 2020. Human sperm uses asymmetric and anisotropic flagellar controls to regulate swimming symmetry and cell steering. Science Advances, 2020 DOI: 10.1126/sciadv.aba5168