Ett vetenskapligt team från Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research (Leibniz-IZW) och Leipzig University genomförde en jämförande analys av spermiers lipidprofiler för att få insikter om deras känslighet för skadlig oxidation samt antioxidantpotentialen i sperma från olika arter . Teamet fann att det fanns stora skillnader i sammansättningen av lipider i spermier och sädesvätska, med mer närbesläktade arter som tamboskap, tamgris och tamhäst som visade likheter i lipidprofilen. Detta står i kontrast till lipidsammansättningen av erytrocyter och blodplasma från olika arter, som är relativt enhetlig. Resultaten hjälper till att förbättra vår förståelse av effekten av oxidativ stress på reproduktionsprocesser och förbättra assisterade reproduktionsåtgärder i framtiden. De publicerades i den vetenskapliga tidskriften PLOS ONE .

På väg till oocyterna utsätts spermier för oxidativ stress, vilket bland annat kan utlösa oxidation av membranlipider och därmed skada cellerna i deras struktur eller funktion. Med hjälp av spermier och blod från djurarter som skiljer sig i deras reproduktionssystem och typ av näring (tamboskap, tamsvin, tamhäst, afrikanskt lejon, människor), analyserade ett team av specialister inom reproduktionsbiologi och lipidbiokemi känsligheten hos spermier och erytrocyter till oxidation och ackumulering av skadliga produkter av lipidoxidation. Dessutom undersökte teamet också sädesvätskans skyddande förmåga.

"Om lipidegenskaper beror på cellfunktion skulle vi förvänta oss skillnader i lipidprofilen mellan spermier och erytrocyter. Om det är näring som i första hand bestämmer de dominerande lipiderna i membranen, skulle lipidprofilen vara ganska lika i båda celltyperna av en art ," säger Karin Müller, en forskare vid Leibniz-IZW. "Resultaten är viktiga för att uppskatta spermieegenskaper hos arter som ännu inte har studerats och för att justera profylaktiska åtgärder när spermiekonservering och artificiell insemination används för artbevarande, där den oxidativa stressen för könsceller ökar genom frysningsprocessen."

Forskargruppen fann att lipidsammansättningen av erytrocyter från olika arter är relativt enhetlig. Det finns dock stora skillnader i sammansättningen av lipider i spermier och sädesvätska, där närmare besläktade arter som tamboskap, tamsvin och tamhäst uppvisar likheter i lipidprofilen. "Dessa resultat tyder på att lipidsammansättningen inte bestäms av typen av diet, utan av artens släktskap och av funktionella krav på cellmembranen", säger Ulrike Jakop, en före detta forskare vid Leibniz-IZW. Å ena sidan måste spermiernas cellmembran ha en hög grad av flexibilitet för att möjliggöra förflyttning av könscellerna och senare deras sammansmältning med oocyten. Det är därför till exempel spermielipider innehåller en hög andel fleromättade fettsyror, som är särskilt mottagliga för oxidativ stress. Å andra sidan måste spermiernas stabilitet bibehållas tills den smälter samman med oocyten. Afrikanska lejonspermier, till exempel, som deponeras av hanen långt nedströms i det kvinnliga könsorganet, har en lång väg att resa genom olika delar av underlivet för att nå oocyten. Deras membran består av mindre oxidationskänsliga esterlipider och sfingomyeliner med i första hand mättade fettsyror. För tjurspermatozoer, med membran som innehåller extremt oxidationskänsliga, omättade eterlipider (plasmalogener), har uppenbarligen högeffektiva skyddsmekanismer utvecklats i sperman. När spermiemembranets lipider oxideras bildas så kallade lysolipider. Deras ackumulering skulle förstöra membranets integritet. "I spermier från alla studerade arter undviks ackumulering av skadliga lysolipider till stor del genom närvaron av mindre känsliga lipider från början, snabb eliminering av radikaler och snabb nedbrytning av oxiderade lipider. Intressant nog är prover med höga lysolipidkoncentrationer i spermier. hittades särskilt hos människor, även om lipidprofilen visar mindre oxidationskänsliga lipider och skyddsmekanismerna är mycket effektivt utvecklade, förklarar Kathrin M. Engel, en forskare vid Leipzigs universitet. "Förmodligen orsakar livsstilsfaktorer hög oxidativ stress, vilket överbeskattar den naturliga portföljen av skyddsmekanismer."

Ytterligare studier kommer att hjälpa till att förstå individuella obalanser mellan oxidativ stress och skyddande faktorer hos människor och djur, samt att justera mått på assisterad reproduktion.