При русі сперматозоїди не тільки виляють хвостом, але обертають головкою, як би вплутуючись вперед.
У 1677 Антоні ван Левенгук, видатний природознавець, конструктор мікроскопів і батько мікробіології, побачив в один зі своїх мікроскопів сперматозоїди - їх хвіст-джгутик виляв з боку в бік, штовхаючи сперматозоїд вперед. Відтоді рух чоловічих статевих клітин так і описували - що їхній хвіст служить чи то веслом, чи пропелером.
Але тепер, мабуть, у всі підручники доведеться внести деякі корективи, тому що весло сперматозоїдів виявилося, якщо можна так сказати, одностороннім. Дослідники з Брістольського університету та Національного автономного університету Мексики подивилися на людські сперматозоїди за допомогою особливої мікроскопічної техніки, яка дозволяла спостерігати клітини в обсязі, тобто в трьох вимірах відразу; цю техніку доповнювала швидкісна відеокамера з 55 тис. кадрів на секунду. І виявилося, що джгутик сперматозоїдів махає тільки в один бік.
З таким несиметричним рухом сперматозоїди мали б плавати по колу. Щоб плисти саме вперед, клітина одночасно з рухом джгутика рухає головкою - обидва рухи управляються різними клітинними механізмами. Рухаючи головкою, сперматозоїд змушує джгутик рухатися в різних площинах - він як і раніше виляє тільки в один бік, але площина, в якій він виляє, постійно обертається.
Для такого руху є термін «прецесія», який частіше можна зустріти в описи руху небесних тіл - коли тіло звертається навколо своє вісі, але і вісь обертання змінює напрямок. Прецесію можна спостерігати у вовчка, коли він сповільнюється і починає розгойдуватися. Але вовчок стоїть на місці, а сперматозоїд рухається вперед - він не стільки пливе, скільки вводиться в рідину. При цьому, якщо дивитися на сперматозоїд в 2D, то буде здаватися, що він просто б'є джгутиком з боку в бік - те, що бачив Левенгук і багато поколінь дослідників після нього.
При заплідненні сперматозоїдам доводиться рухатися не крізь чисту воду, а крізь досить в'язке середовище жіночих статевих шляхів, які вистелені реснічними клітинами, що ганяють цю в'язку рідину назустріч сперматозоїдам. Просверлюючи в'язке середовище, сперматозоїди повинні рухатися більш ефективно, ніж якби вони просто пливли, базікаючи джгутиком з боку в бік.
Відомо, що шанси на запліднення багато в чому залежать від того, в якому стані знаходяться чоловічі статеві клітини, і за словами авторів роботи, більше половини всіх випадків безпліддя - це безпліддя чоловіче. Досі мало хто звертав уваги на те, як рухається головка у сперматозоїдів. Але якщо тепер стало відомо, наскільки важливі її рухи для того, щоб сперматозоїд досяг мети, то, не виключено, що в найближчому майбутньому багато випадків чоловічого безпліддя стануть менш загадковими, а значить, з ними можна буде впоратися.
Результати досліджень опубліковані в Science Advances.