Um in die Eizelle zu gelangen, muss das Spermium zunächst die schützende Eihülle aufbrechen. Dazu setzt es Verdauungsenzyme frei, wobei die Hülle an seiner Spitze verloren geht. Diese sogenannte Akrosomenreaktion gilt im Labor als ein Test, um die Befruchtungsfähigkeit der Samenzellen zu beurteilen. Eine wichtige Rolle dabei spielt ein Rezeptor für ein körpereigenes Cannabinoid. Bochumer und Bonner Biologen um Prof. Dr. Dr. Dr. Hanns Hatt haben ihn bei einer vollständigen Bestandsaufnahme der sogenannten G-Protein-gekoppelten Rezeptoren in Spermien erstmals nachgewiesen. Sie berichten in Scientific Reports.
Forscher finden 223 weitere Rezeptoren
Das Bochumer Team, das eigentlich auf Riechforschung spezialisiert ist, hatte Anfang des Jahres bereits 60 Riechrezeptoren in Spermien nachgewiesen und zehn davon aktiviert und lokalisiert. „Bei der aktuellen Arbeit haben wir uns auf alle übrigen G-Protein-gekoppelten Rezeptoren konzentriert, die eben keine Riechrezeptoren sind, sondern andere Substanzen binden“, erklärt Hanns Hatt. Die Forscher untersuchten an Proben zahlreicher Spender, welche Gene in Spermien abgelesen werden, und schlossen so auf 223 verschiedene Rezeptoren. Zu den drei am häufigsten vorkommenden gehört der Rezeptor GPR18, ein erst vor kurzem erstmals beschriebener Cannabinoid-Rezeptor.
Rezeptor reagiert empfindlicher als die lange bekannten
„Der Rezeptor reagiert sowohl auf den pflanzlichen Cannabis-Wirkstoff THC als auch auf die körpereigene Fettsäure NAGly, die zum Cannabinoidsystem gehört“, so Hatt. „Er ist wesentlich empfindlicher für NAGly als die beiden klassischen, schon lange bekannten Cannabinoid-Rezeptoren.“ Eine Aktivierung des Rezeptors, der im Mittelteil der Spermien sitzt, kann die sogenannte Akrosomenreaktion einleiten. Dabei verändert das Spermium seine Oberfläche und verbindet sich mit der Hülle der Eizelle. Diese Reaktion ist eine unabdingbare Voraussetzung für das Eindringen des Spermiums in die Eizelle.
Cannabinoide im Vaginalsekret
Man weiß, dass Cannabinoide sowohl in im männlichen als auch im weiblichen Genitaltrakt vorkommen. Studien legen nahe, dass ihre Konzentration bei der Frau an den fruchtbaren Tagen erhöht ist. „Das Cannabinoid schaltet die Spermien gewissermaßen scharf“, meint Hanns Hatt. Der GPR18-Rezeptor kommt auch in anderen Geweben des Körpers vor, zum Beispiel im Gehirn oder im Herzen. Seine Funktion war aber bisher unbekannt.
Förderung
Die Arbeiten wurden gefördert vom Nationalen Wissenschaftszentrum Polen (Projekt DEC. 2013/11/8/N27/04865), dem Sonderforschungsbereich 642 der Deutschen Forschungsgemeinschaft und der Heinrich und Alma Vogelsang-Stiftung.
Originalveröffentlichung
Caroline Flegel at al.: Characterization of non-olfactory GPCRs in human sperm with a focus on GPR18. In: Scientific Reports, 2016, DOI: 10.1038/srep32255
Pressekontakt
Prof. Dr. Dr. Dr. Hanns Hatt
Lehrstuhl Zellphysiologie
Fakultät für Biologie und Biotechnologie
Ruhr-Universität Bochum
Tel.: 0234 32 24586
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