Nghiên cứu mới về “chốt chặn” ngăn cản các tinh trùng chậm đến gặp trứng

Cơ quan sinh sản nữ là một khóa học khó khăn mà chỉ các tinh trùng nhanh nhẹ mới có thể tốt nghiệp, theo một báo cáo trực tuyến ngày 13 tháng 2 trên tạp chí Science Advances.

Ở động vật có vú, số lượng trung bình tinh trùng bơi vào đường sinh sản nữ (từ 60 triệu đến 100 triệu) vượt quá số lượng trứng có sẵn (một trứng trong mỗi lần rụng trứng). Do đó chỉ một hoặc vài tinh trùng có khả năng thụ tinh cho trứng. Sử dụng một thiết bị vi lỏng - mô phỏng cơ quan sinh sản nữ - có thể thay đổi kích thước, các nhà khoa học đã nghiên cứu về tập tính của tinh trùng khi di chuyển qua các điểm hẹp. Thiết bị siêu nhỏ có độ dày chỉ 30 micrômét, điểm thắt cổ chai rộng 40 micrômét và toàn bộ đường ống nói chung rộng 300 micrômét. Góc nghiêng là 80 độ. Hai mẫu tinh trùng được đưa vào thí nghiệm là tinh trùng bò (100 triệu tinh trùng/ml) và tinh trùng người (46 triệu tinh trùng/ml), pha chế và bảo quản theo quy trình để đảm bảo sức khỏe và có độ nhớt tự nhiên. Tốc độ dòng chảy được duy trì ở mức 0 - 2ml/giờ.

Tinh trùng di chuyển qua đường sinh sản (âm đạo, cổ tử cung, tử cung và ống dẫn trứng) bằng cách bơi ngược dòng chất lỏng chảy qua đường đi với tốc độ khác nhau. Các nghiên cứu trước đây chỉ ra rằng tinh trùng có xu hướng di chuyển men theo các mép đường về phía trứng, nhưng chưa có hướng tiếp cận nào theo các điểm thắt cổ chai.

Thông qua mô phỏng phức tạp trên máy tính và qua video thí nghiệm trực tiếp, Abbaspourrad (nhà sinh lý học tại Đại học Cornell) và các đồng nghiệp phát hiện ra rằng những tinh trùng nhanh nhất, khi bị áp lực dòng chảy buộc dừng lại ở một điểm thắt cổ chai, có thể bơi vòng lại mép đường, di chuyển dọc theo nó và thử lặp đi lặp lại cho đến khi thành công. Chuyển động này dẫn đến một mô hình giống hai cánh bướm. Hai yếu tố ảnh hưởng đến việc vượt qua nút thắt này là tốc độ bơi của tinh trùng và vận tốc dòng chảy.

Theo Abbaspourrad, vị trí thắt cổ chai này đóng vai trò như rào cản đối với các tinh trùng chậm chạp. “Kết quả cho thấy đây là cách mà giống cái chọn ra những đối tác khỏe mạnh nhất”, ông nói.

Theo David Sinton, kỹ sư cơ khí tại Đại học Toronto, hầu hết các nghiên cứu trước đây đều có xu hướng sử dụng các thiết bị mô phỏng dạng vi ống thẳng và dài. Nhưng tại các nút thắt, vận tốc chất lỏng tăng cao, do vậy tinh trùng ngoài tốc độ còn cần thêm cơ chế bơi thích hợp để tiếp cận với trứng.

Tùng Anh
Theo Sciencenews