Wissen: Hormonspur führt Spermien zur Eizelle

Lange wurde darüber gerätselt, wie es menschliche Spermien schaffen, auf ihrem weiten Weg zur weiblichen Eizelle nicht die Orientierung zu verlieren. Bis der Mediziner Hanns Hatt von der Ruhr-Universität Bochum auf den Plan trat. Er entdeckte, dass eine erhöhte Konzentration des Stoffes Bourgeonal, der ein Hauptbestandteil des Maiglöckchen-Duftes ist, bei Spermien eine Reihe von Reaktionen auslöst.

Plötzlich bewegen sich die Spermien doppelt so schnell vorwärts und steuern direkt auf die Quelle des Duftes zu. Hatt und sein Team folgerten, dass die Eizelle den Spermien den Weg weist, indem sie bestimmte chemische Lockstoffe aussendet. Diese Lockstoffe könnten die Spermien aufspüren, weil sie mit speziellen Riechantennen, Rezeptoren, ausgerüstet seien. Mittlerweile haben die Bochumer Forscher auf den Spermien einige Dutzend Riechrezeptoren identifiziert, die helfen sollen, dass es zur Befruchtung der Eizelle kommt. Es gibt allerdings ein Problem: Bisher sind sämtliche Versuche gescheitert, im weiblichen Genitaltrakt Bourgeonal oder irgendeinen anderen Duftstoff nachzuweisen.

Doch es gibt eine andere Erklärung. Kumuluszellen, die die Eizelle einhüllen, bilden erhebliche Mengen des weiblichen Sexualhormons Progesteron und sondern es in den Eileiter ab. Die Spermien spüren das geruchlose Progesteron auf und nutzen es als Orientierungsmittel. Bisher war unklar, wie das geschieht.

Der Bonner Biophysiker Benjamin Kaupp und seine Mitarbeiter vom Forschungszentrum „Caesar“ haben jedoch vor kurzem herausgefunden, dass das Hormon Progesteron die „Kationen-Spermien-Kanäle“ in der Membran des Spermienschwanzes öffnet, die daraufhin positiv geladene Kalzium-Ionen einströmen lassen. Durch diese Kalzium-Signale, vermuten die Wissenschaftler, werden die Schlagrhythmen des Schwanzes immer wieder verändert und die Spermien so auf Bahnen gelenkt, die sie direkt zur Eizelle führen. Das Progesteron hat noch eine weitere Funktion: Sobald die Spermien sich der Eizelle nähern, stachelt es sie dazu an, kraftvoller zu schwimmen, damit sie die schützende Eihülle durchdringen können.

Kürzlich haben die Bonner Forscher untersucht, in welchem Maße die Navigationskünste der Spermien von Bourgeonal und anderen Duftstoffen wie Menthol abhängig sind. Die Wissenschaftler berichten darüber im „EMBO-Journal“.

Nach diesen Befunden stimmt es nicht, dass menschliche Spermien Gerüche wahrnehmen können. Vielmehr würden sie auf den Maiglöckchen-Duft ansprechen, weil er ihre Progesteron-Sensoren aktiviert. Auch das Bourgeonal bewirkt, dass sich die Kationen-Spermien-Kanäle öffnen, so dass Kalzium-Ionen in die Spermien fließen. Allerdings würde das nur funktionieren, wenn die Konzentration des Bourgeonals oder anderer Duftstoffe um mehr als das Tausendfache höher ist als die des Progesterons. In derart hohen Konzentrationen kommen sie jedoch im Menschen nicht vor. Endgültig gelöst ist das Rätsel also nicht. Frank Ufen