Articles

Macho sperm myten

før videnskaben var i stand til at kaste lys over menneskelig reproduktion, troede de fleste, at nyt liv opstod gennem spontan generation fra ikke-levende stof. Det ændrede en smidgen i midten af det 17.århundrede, da naturfilosoffer var i stand til (næppe) at se det kvindelige æg eller æg med det blotte øje. De teoretiserede, at alt liv blev skabt i øjeblikket af guddommelig skabelse; en person eksisterede inde i den anden inden for en kvindes æg, som russiske nestende dukker. Denne opfattelse af reproduktion, kaldet præformation, passede den herskende klasse godt. “Ved at sætte slægter inde i hinanden,” bemærker den portugisiske udviklingsbiolog og forfatter Clara Pinto-Correia i Eve’ s ovarie (1997), “kunne præformation fungere som en” politisk korrekt ” antidemokratisk doktrin, der implicit legitimerede det dynastiske system – og selvfølgelig var de førende naturfilosoffer i den videnskabelige Revolution bestemt ikke tjenere.man kunne tro, at efterhånden som videnskaben skred frem, ville den knuse den russiske dukketeori gennem sin klare biologiske linse. Men det er ikke netop det, der skete – i stedet, da mikroskopet endelig gjorde det muligt for forskere at se ikke kun æg, men sæd, præformationsteorien blev til en ny, endnu mere patriarkalsk politisk indbildskhed: nu, holdt filosoffer og nogle reproduktionsstuderende, ægget var blot en passiv beholder, der ventede på, at kraftig Sæd skulle ankomme for at udløse udvikling. Og sæd? Hovedet på hver indeholdt et lille præformet menneske-en homunculus, for at være præcis. Den hollandske matematiker og fysiker Nicolaas Hartsoeker, opfinder af skruecylindermikroskopet, tegnede sit billede af homunculus, da sæd blev synlig for første gang i 1695. Han så faktisk ikke en homunculus i sædhovedet, indrømmede Hartsoeker på det tidspunkt, men han overbeviste sig selv om, at det var der.

mere kraftfulde mikroskoper henviste til sidst homunculus til historiens skraldespand – men på nogle måder har ikke meget ændret sig. Mest bemærkelsesværdigt, arven fra homunculus overlever i den stædigt vedholdende forestilling om ægget som en passiv deltager i befrugtning, afventer den aktive sæd at svømme gennem en haglstorm af udfordringer for at forevige livet. Det er forståeligt – men uheldigt-at en lægmand kan vedtage disse fejlagtige, seksistiske paradigmer og metaforer. Men biologer og læger er også skyldige.

det var i det relativt nylige år 1991, længe efter at meget af den virkelige videnskab var blevet sat i sten, at den amerikanske antropolog Emily Martin, nu ved University of York, beskrev det, hun kaldte et ‘videnskabeligt eventyr’ – et billede af æg og sæd, der antyder, at ‘kvindelige biologiske processer er mindre værdige end deres mandlige modstykker’, og at ‘kvinder er mindre værdige end mænd’. Æggestokken, for eksempel, er afbildet med et begrænset lager af starteræg udtømt over en levetid, mens testiklerne siges at producere ny sæd gennem hele livet. Menneskelig ægproduktion beskrives almindeligvis som’ spildt’, fordi fra 300.000 ægstarterceller, der er til stede i puberteten, kun 400 modne æg nogensinde vil blive frigivet; alligevel bruges dette adjektiv sjældent til at beskrive en mands levetid produktion af mere end 2 billioner sædceller. Uanset om det er i den populære eller videnskabelige presse, menneskelig parring fremstilles almindeligvis som en gigantisk maratonsvømningsbegivenhed, hvor den hurtigste, stærkeste sæd vinder prisen for at befrugte ægget. Hvis denne fortælling kun var en skadelig holdover fra vores seksistiske fortid – en stødende mandlig fantasi baseret på forkert videnskab – ville det være dårligt nok, men fortsat buy-in til partisk information hindrer afgørende fertilitetsbehandlinger for både mænd og kvinder.

for at forstå, hvordan vi kom her, kan en tur gennem historien hjælpe. Videnskabelig forståelse af kønsceller og processen med menneskelig opfattelse er en forholdsvis ny udvikling. Et æg, den største celle i en menneskelig krop, er næppe synlig for det blotte øje og omtrent lige så stort som perioden, der slutter denne sætning. Så den mindste menneskelige kropscelle, en sæd, er fuldstændig usynlig for det blotte øje.Sperm var ukendt for videnskaben indtil 1677, da den hollandske amatørforsker Antonie van leeuvenhoek først observerede menneskelig sæd under et mikroskop. Omkring samme tid blev det indset, at den menneskelige æggestok producerede æg, skønt det først var i 1827, at den tyske biolog Karl Ernst von Baer først rapporterede faktiske observationer af humane og andre pattedyræg.det tog endnu et århundrede, før nogen indså, at de var nødvendige for at befrugte æg. Denne åbenbaring kom i 1760 ‘ erne, da den italienske præst og naturforsker, der eksperimenterede med mandlige frøer iført tætsiddende taftbukser, demonstrerede, at æg ikke ville udvikle sig til haletudser, medmindre sæd blev kastet i det omgivende vand. Mærkeligt nok, indtil han meddelte sine resultater, blev det bredt antaget-selv af van Leeuvenhoek i nogle år – at sæd var små parasitter, der lever i menneskelig sæd. Det var først i 1876, at den tyske dyreolog Oscar Hervig demonstrerede sammensmeltningen af sæd og æg i søpindsvin.

til sidst afslørede kraftige mikroskoper, at et gennemsnitligt humant ejakulat med et volumen på ca.en halv teskefuld indeholder omkring 250 millioner sædceller. Men et centralt spørgsmål forbliver ubesvaret: ‘hvorfor så mange? Faktisk viser undersøgelser, at graviditetsraterne har tendens til at falde, når en mands ejakulat indeholder mindre end 100 millioner sædceller.

det er klart, at næsten halvdelen af sædcellerne i et gennemsnitligt humant ejakulat er nødvendige for normal fertilitet. En foretrukket forklaring på dette er sædkonkurrence, der stammer fra den macho-mandlige forestilling om sædkørsel for at befrugte – ofte med den ekstra påstand om, at mere end en mand kan være involveret. Som i et lotteri, jo flere billetter du køber, jo mere sandsynligt er du at vinde. Naturlig udvælgelse, tænker går, driver sædtal skyhøje i en slags våbenkapløb om gødningsprisen.

slående eksempler på sædkonkurrence findes faktisk i dyreriget. Vores nærmeste slægtninge, chimpanserne, lever i sociale enheder, der indeholder flere voksne mænd, der regelmæssigt deltager i promiskuøs parring; hunner parres igen af flere mænd. Talrige træk, såsom iøjnefaldende store testikler, afspejler et særligt højt niveau af sædproduktion hos sådanne pattedyrarter. Ud over store testikler har de hurtig sædproduktion, høje sædtal, store sædmellemstykker (indeholdende adskillige energiproducerende mitokondrier til fremdrift), især muskulære sædledende kanaler, Store sædblærer og prostatakirtler og høje antal hvide blodlegemer (for at neutralisere seksuelt overførte patogener). Vesiklerne og prostatakirtlen producerer sammen sædvæske, som kan koagulere for at danne et stik i vagina, hvilket midlertidigt blokerer adgangen for andre mænd.

populær mening og endda mange forskere opretholder det samme sædscenarie for mennesker, men beviser peger i en anden retning. Faktisk, på trods af forskellige lurid påstande om det modsatte, der er ingen overbevisende beviser for, at mænd er biologisk tilpasset til sædkonkurrence. Historien om sæd overflod i promiskuøst parring chimpanser står i kontrast til det, vi ser i forskellige andre primater, herunder mennesker. Mange primater lever i grupper med kun en enkelt avlshan, mangler direkte konkurrence og har især små testikler. I alle relevante sammenligninger, mennesker fremstår som beslægtede med primater, der lever i enlige mandlige grupper-inklusive den typiske nukleare familie. Menneskelige testikler i valnødstørrelse er kun en tredjedel af størrelsen på chimpanse-testikler, der er omtrent lige så store kyllingæg. Selvom chimpanse ejakulat indeholder bemærkelsesværdigt få fysisk unormale sædceller, indeholder menneskelig Sæd en stor del af duds. Kvalitetskontrol af menneskelig ejakulat har tilsyneladende været afslappet i mangel af direkte sædkonkurrence.

Sperm passage er mere som en udfordrende militær forhindringsbane end et standard svømmeløb

for arter, der ikke regelmæssigt udsættes for direkte sædkonkurrence, den eneste lovende alternative forklaring på høje sædtal vedrører genetisk variation. I et par sjældent citerede papirer, der blev offentliggjort for mere end fire årtier siden, bemærkede biologen Jack Cohen ved University of Birmingham i Storbritannien en sammenhæng mellem sædtal og generering af kromosomkopier under sædproduktion. Under meiose, den specielle type celledeling, der producerer kønsceller, par af kromosomer udveksler klumper af materiale gennem krydsning. Hvad Cohen fandt er det, på tværs af arter, sædtal stiger i takt med antallet af crossovers under deres produktion. Krydsning øger variationen, det væsentlige råmateriale til naturlig udvælgelse. Tænk på sædproduktion som en slags lotteri, hvor der udskrives nok billetter (sæd) til at matche tilgængelige numre (forskellige genetiske kombinationer).

andre fund flyver også i lyset af det populære scenario. For eksempel svømmer de fleste pattedyrssæd faktisk ikke op i hele kvindekanalen, men transporteres passivt en del af eller det meste af vejen ved at pumpe og vække bevægelser i livmoderen og æggelederne. Forbløffende har sæd fra mindre pattedyr en tendens til at være længere i gennemsnit end sæd fra større pattedyr – en musesæd er længere end en Hvals sæd. Men selvom disse var ækvivalente i størrelse, bliver svømning op til et æg mere af en strækning, jo større en art bliver. Faktisk kan det være muligt for en musesæd at svømme helt op til ægget – men det er helt umuligt for en endnu mindre blåhvalsæd at svømme 100 gange længere op i kvindekanalen uden hjælp. Overbevisende beviser har i stedet afsløret, at menneskelig sæd transporteres passivt over betydelige afstande, mens de rejser gennem livmoderen og op ad ovidukterne. Så meget for olympisk stil racing sæd!af de 250 millioner sædceller i det gennemsnitlige menneskelige ejakulat ender faktisk kun nogle få hundrede på befrugtningsstedet højt oppe i æggelederen. Sperm passage op den kvindelige tarmkanalen er mere som en ekstremt udfordrende militær forhindringsbane end en standard sprint-stil svømning løb. Sædtalene bliver gradvist skåret ned, når de vandrer op i kvindekanalen, så mindre end en ud af en million fra det oprindelige ejakulat omgiver ægget på befrugtningstidspunktet. Enhver sæd med fysiske abnormiteter elimineres gradvist undervejs, men overlevende omkring ægget er en tilfældig prøve af intakt sæd.

mange sædceller gør det ikke engang i livmoderhalsen (livmoderhalsen). Syrebetingelser i vagina er fjendtlige, og sæd overlever ikke der længe. Passerer gennem livmoderhalsen, bliver mange sædceller, der undslipper vagina, fanget i slim. Enhver med fysiske deformiteter er fanget. Desuden migrerer hundredtusinder af sæd i sidekanaler, kaldet Krypter, hvor de kan opbevares i flere dage. Relativt få sædceller rejser direkte gennem livmoderhulen, og antallet reduceres yderligere under indtræden i ovidukten. En gang i ovidukten er sæd midlertidigt bundet til den indre overflade, og kun nogle frigives og får lov til at nærme sig ægget.at skubbe forestillingen om, at den befrugtende sæd er en slags olympisk mester, har skjult det faktum, at et ejakulat kan indeholde for mange sædceller. Hvis sæd omgiver ægget i for stort antal, opstår faren for befrugtning med mere end en (polyspermy) med katastrofale resultater. Polyspermy forekommer lejlighedsvis hos mennesker, især når fædre har meget høje sædtal. I det mest almindelige resultat, hvor to sædceller befrugter et æg, indeholder celler fra det resulterende embryo 69 kromosomer i stedet for de sædvanlige 46. Dette er altid dødeligt, hvilket normalt resulterer i abort. Selvom nogle individer overlever så langt som fødslen, udløber de altid kort tid efter. Fordi polyspermy typisk har et fatalt resultat, evolution har åbenbart ført til en række forhindringer i den kvindelige reproduktive kanal, der strengt begrænser antallet af sædceller, der får lov til at omringe et æg.

Polyspermy har praktiske implikationer for assisteret reproduktion i tilfælde af kompromitteret fertilitet eller infertilitet. For eksempel er den oprindelige standardprocedure for indføring af sæd i vagina til kunstig insemination blevet erstattet af direkte injektion i livmoderen (intrauterin insemination eller IUI). Direkte indføring af sæd i livmoderen omgår reduktionen af sædtal, der normalt forekommer i livmoderhalsen, hvor slim udrydder fysisk unormal sæd. Analyser af kliniske data har afsløret, at deponering af 20 millioner sædceller i livmoderen (mindre end en 10.af antallet i det gennemsnitlige ejakulat) er nok til at opnå en rutinemæssig graviditetsrate.

sædtal bliver endnu vigtigere, når det kommer til in vitro-befrugtning (IVF), med direkte eksponering af et æg for sæd i en glasbeholder. Dette omgår hver eneste af de naturlige filtre mellem vagina og æg. I den tidlige udvikling af IVF var den generelle tendens at bruge alt for mange sædceller. Dette afspejlede det forståelige mål om at maksimere befrugtningssucces, men det ignorerede naturlige processer. Høje sædtal mellem 50.000 og 0,5 millioner deprimerede i stigende grad succesraten. Optimale befrugtningshastigheder blev opnået med kun 25.000 sædceller omkring et æg. Både IUI og IVF øger potentielt risikoen for polyspermy og sandsynligheden for abort.

Human fertilisation er et gigantisk lotteri med 250 millioner billetter: for sund sæd er det heldet med lodtrækningen

muligheden for polyspermy kaster nyt lys over udviklingen af sædceller. Diskussioner om sædkonkurrence fokuserer generelt udelukkende på at maksimere sædtal, men – som det er almindeligt i biologi – er en slags afvejning involveret. Mens naturlig udvælgelse kan føre til øget sædproduktion, hvis mænd er i direkte konkurrence, vil det også favorisere mekanismer i kvindekanalen, der begrænser antallet af sædceller omkring ægget. I promiskuøst parrende primater, såsom chimpanser, øget oviduktlængde hos kvinder udligner øget sædproduktion hos mænd. Dette begrænser formodentlig antallet af sædceller, der nærmer sig ægget. Det viser også, at kvindens rolle i befrugtningen på ingen måde er så passiv, som man ofte antager.

den forankrede ide om, at ‘den bedste sæd vinder’ har fremkaldt forskellige forslag om, at der sker en slags udvælgelse, men det er svært at forestille sig, hvordan dette muligvis kunne ske. DNA ‘ et i et sædhoved er tæt bundet og næsten krystallinsk, så hvordan kunne dets egenskaber detekteres udefra? Forsøg på mus indikerer for eksempel, at der ikke er noget valg alt efter, om en sæd indeholder et Mandsbestemmende Y-kromosom eller et Kvindebestemmende kromosom. Det forekommer langt mere sandsynligt, at menneskelig befrugtning er et gigantisk lotteri med 250 millioner billetter, hvor – for sund sæd – vellykket befrugtning i det væsentlige er heldet ved lodtrækningen.

andre gådefulde træk ved sæd afventer også forklaring. Det har længe været kendt, for eksempel, at menneskelig sæd indeholder en stor del af strukturelt unormal sæd med åbenlyse defekter såsom dobbelt haler eller små hoveder. Hypotesen foreslog, at disse dud-sædceller faktisk tjener forskellige funktioner i konkurrence, såsom at blokere eller endda dræbe sæd fra andre mænd. Imidlertid, dette er siden blevet effektivt miskrediteret.den forankrede forestilling om, at menneskelig sæd, når den er ejakuleret, engagerer sig i et hektisk løb for at nå ægget, har fuldstændig overskygget den virkelige historie om reproduktion, herunder bevis for, at mange sædceller ikke strejker mod ægget, men i stedet opbevares i mange dage, før de fortsætter. Det blev længe accepteret som fastslået, at menneskelig sæd overlever i kun to dage i en kvindes kønsorganer. Fra midten af 1970 ‘ erne afslørede monteringsbeviser imidlertid, at menneskelig sæd kan overleve intakt i mindst fem dage. En længere periode med sædoverlevelse er nu bredt accepteret, og det kan være så længe som 10 dage eller mere.

andre myter bugner. Der er skrevet meget om slim produceret af den menneskelige livmoderhals. I såkaldte ‘naturlige’ metoder til prævention er konsistensen af slim, der udstråler fra livmoderhalsen, blevet brugt som en nøgleindikator. Tæt på ægløsning er cervikal slim tynd og har en vandig, glat tekstur. Men dyrebar lidt er blevet rapporteret om sammenhængen mellem slim og opbevaring af sæd i livmoderhalsen. Det er klart fastslået, at sæd er opbevaret i krypterne, hvorfra slimet strømmer. Men vores viden om den involverede proces er desværre begrænset til en enkelt undersøgelse rapporteret i 1980 af gynækologen Vaclav Insler og kolleger fra Tel Aviv University i Israel.

i denne undersøgelse meldte 25 kvinder sig frivilligt til at blive kunstigt insemineret dagen før planlagt kirurgisk fjernelse af livmoderen (hysterektomi). Derefter undersøgte Insler og hans team mikroskopisk sæd, der var opbevaret i krypterne i serielle sektioner af livmoderhalsen. Inden for to timer efter insemination koloniserede sædcellerne hele længden af livmoderhalsen. Crypt størrelse var meget variabel, og sæd blev opbevaret hovedsageligt i de større. Insler og kolleger beregnet antallet af krypter, der indeholder sæd og sæddensitet pr. Hos nogle kvinder blev op til 200.000 sædceller opbevaret i cervikale Krypter.Insler og kolleger rapporterede også, at levende sæd faktisk var blevet fundet i livmoderhalsslim op til den niende dag efter insemination. Sammenfattende tilgængelige beviser, de foreslog, at livmoderhalsen efter insemination fungerer som et sædreservoir, hvorfra levedygtige sædceller gradvist frigives for at komme op i æggelederen. Dette dramatiske fund er blevet citeret bredt, men stort set ignoreret, og der har aldrig været en opfølgende undersøgelse.mutationer akkumuleres fire gange hurtigere i sæd end i æg, så sæd fra gamle mænd er risikobelastet

i sin lærebog Conception in the Human Female (1980)-mere end 1.000 sider i længden – Sir Robert Edvard, en modtager af Nobelprisen for udvikling af IVF i 2010, nævnte cervikale krypter i en enkelt sætning. Siden da har mange andre forfattere nævnt sædopbevaring i disse cervikale Krypter lige kort. Alligevel opbevaring af sæd, med gradvis frigivelse, har store konsekvenser for menneskelig reproduktion. Afgørende afhænger den udbredte opfattelse af et begrænset ‘frugtbart vindue’ i menstruationscyklussen af den længe accepterede visdom om, at sæd overlever kun to dage efter insemination. Sperm overlevelse måske i 10 dage eller mere radikalt udhuler grundlaget for såkaldte ‘naturlige’ metoder til prævention gennem undgåelse af undfangelse. Sædopbevaring er også direkte relevant for forsøg på at behandle infertilitet.

en anden farlig misforståelse er myten om, at mænd bevarer fuld fertilitet i alderdommen, stærkt i kontrast til den pludselige ophør af fertilitet, der ses hos kvinder i overgangsalderen. Rigelige beviser viser, at hos mænd, sædtal og kvalitet falder med stigende alder. Desuden har det for nylig vist sig, at mutationer akkumuleres omkring fire gange hurtigere i sæd end i æg, så sæd fra gamle mænd er faktisk risikobelastet.

der er skrevet meget om, at alderen ved første fødsel i industrialiserede samfund stiger hos kvinder, ledsaget af langsomt voksende reproduktive problemer. En foreslået løsning er den meget invasive og meget dyre procedure med ‘fertilitetsbevarelse’, hvor æg høstes fra unge kvinder til brug senere i livet. Imidlertid, stigende reproduktive problemer med aldrende mænd, især hurtigere ophobning af sædmutationer, er stort set ikke nævnt. En meget effektiv og langt billigere og invasiv måde at reducere reproduktive problemer for aldrende par ville helt sikkert være at opbevare sædprøver fra unge mænd, der skal bruges senere i livet. Dette er blot en af fordelene ved mindre seksisme og mere pålidelig viden inden for menneskelig reproduktion.i dag kan historien om Hartsoekers homunculus virke sløret i tidens tåge, kun nævnt som en underholdende illustration af blunders i den tidlige udforskning af menneskelige kønsceller. Men dens indflydelse, sammen med den macho-mandlige bias, der skabte den, har levet videre i subtilere form blandt de kulturelle stereotyper, der påvirker de spørgsmål, vi stiller om reproduktiv biologi.