أخبار | جامعة ولاية ميشيغان تحدد «مفتاح طاقة» الحيوانات المنوية، ما يدفع وسائل منع الحمل للرجال وعلاج العقم قدمًا
حدد علماء في جامعة ولاية ميشيغان (MSU) «مفتاحًا» جزيئيًا رئيسيًا يمكّن الحيوانات المنوية من الاندفاع نحو البويضة. وقد يعيد هذا الاكتشاف تشكيل علاج العقم ويمهد لوسائل آمنة وغير هرمونية لمنع الحمل لدى الرجال.
قالت الباحثة الرئيسية الدكتورة ميلاني بالباخ، الأستاذة المساعدة في قسم الكيمياء الحيوية وعلم الأحياء الجزيئي في MSU: «استقلاب الحيوانات المنوية فريد للغاية، فغرضه الوحيد توفير الطاقة للإخصاب».
من «الخمول» إلى «السرعة القصوى»: الآلية الرئيسية لتحويل الطاقة في الحيوانات المنوية
قبل القذف، تظل الحيوانات المنوية لدى الثدييات في حالة منخفضة الطاقة. وبعد القذف، تنشط تدريجيًا في الجهاز التناسلي الأنثوي، وتبدأ بحركة قوية، وتعدل أغشيتها الخلوية استعدادًا لاختراق البويضة.
أوضحت بالباخ: «هذا التحول السريع من الطاقة المنخفضة إلى المرتفعة لا يحدث في الحيوانات المنوية فحسب، بل في أنواع كثيرة من الخلايا. والحيوانات المنوية نموذج مثالي لدراسة إعادة البرمجة الأيضية هذه».
قبل انضمامها إلى MSU، جذبت بالباخ الانتباه بأبحاث رائدة خلال عملها لما بعد الدكتوراه في Weill Cornell Medicine. ووجدت أن تثبيط إنزيم رئيسي في الحيوانات المنوية سبب عقمًا مؤقتًا وقابلًا للعكس لدى الفئران، في محطة مهمة لتطوير وسائل غير هرمونية لمنع الحمل لدى الرجال.
تتبع كيفية «تزود الحيوانات المنوية بالوقود»: تقنية جديدة لتتبع الاستقلاب
لتحديد كيفية تسارع الحيوانات المنوية قبل الإخصاب، تعاون فريق MSU مع مركز ميموريال سلون كيترينغ للسرطان ومعهد فان أندل لتطوير تقنية متقدمة لتتبع استقلاب الغلوكوز.
ومن خلال تتبع المسار الكيميائي للغلوكوز في الحيوانات المنوية، رصد الباحثون بوضوح فروقًا كبيرة بين الحيوانات المنوية الساكنة والنشطة.
استخدمت بالباخ تشبيهًا: «يشبه الأمر طلاء سقف سيارة بالوردي واستخدام طائرة مسيرة لتتبع مسارها عبر حركة المرور. وفي الحيوان المنوي المنشط، لا تسير هذه «السيارة الوردية» بسرعة أكبر فحسب، بل تسلك طرقًا مختلفة، ويمكننا حتى رؤية المواضع التي تميل إلى التعطل فيها عند «التقاطعات»».
باستخدام المرافق الأساسية لمطياف الكتلة وعلم المستقلبات في MSU، رسم الفريق خريطة لمسار الاستقلاب متعدد الخطوات وعالي الطاقة الذي تحتاجه الحيوانات المنوية وهي تتجه نحو البويضة. ومن النتائج الرئيسية أن إنزيمًا يسمى **ألدولاز** يؤدي دورًا محوريًا في مساعدة الحيوانات المنوية على تحويل الغلوكوز إلى طاقة. وأظهرت الدراسة أيضًا أن الحيوانات المنوية تحمل بعض احتياطيات الطاقة الداخلية عند بدء رحلتها.
وجد الفريق أيضًا أن بعض الإنزيمات تعمل مثل «مراقبي حركة المرور»، فتنظم تدفق الغلوكوز عبر استقلاب الحيوانات المنوية للحفاظ على إمداد ثابت بالطاقة.
اتجاهات جديدة لعلاج العقم وتطوير وسائل منع الحمل
سيبحث فريق بالباخ بعد ذلك كيفية استخدام الحيوانات المنوية مصادر مختلفة للطاقة، مثل الغلوكوز والفركتوز، لتلبية احتياجاتها. وقد يحسن العمل تقنيات المساعدة على الإنجاب (ART) وتشخيص العقم، مع تحديد أهداف جديدة لمنع الحمل غير الهرموني.
قالت بالباخ: «يتأثر نحو شخص من كل ستة أشخاص حول العالم بالعقم. وتمنحنا دراسة استقلاب الحيوانات المنوية وسيلة لتحسين الخصوبة وتصميم استراتيجيات جديدة لمنع الحمل».
تركز معظم أبحاث منع الحمل للرجال حاليًا على منع إنتاج الحيوانات المنوية. وتعمل هذه الطرق ببطء، ولا يمكن التحكم فيها عند الحاجة، وغالبًا ما تعتمد على هرمونات ذات آثار جانبية كبيرة. ويقترح فريق بالباخ بدلًا من ذلك تثبيط إنزيمات استقلاب الحيوانات المنوية لمنع حمل قابل للعكس وغير هرموني وعند الحاجة، مع آثار جانبية قليلة نظريًا.
قالت بالباخ: «نحو 50% من حالات الحمل حول العالم غير مقصودة حاليًا. ومن شأن منح الرجال مزيدًا من خيارات منع الحمل الآمنة والقابلة للتحكم أن يعزز المساواة بين الجنسين ويخفف عن النساء عبء منع الحمل الهرموني طويل الأمد».
نُشرت النتائج في Proceedings of the National Academy of Sciences، ومولها المعهد الوطني لصحة الطفل والتنمية البشرية (NICHD).
مصدر القصة:
جُمع من الإنترنت
تاريخ النشر 2025-10-23
أُعد هذا المقال بمساعدة الذكاء الاصطناعي وراجعه فريق التحرير قبل النشر.
أخبار | جامعة ولاية ميشيغان تحدد «مفتاح طاقة» الحيوانات المنوية، ما يدفع وسائل منع الحمل للرجال وعلاج العقم قدمًا
أخبار | جامعة ولاية ميشيغان تحدد «مفتاح طاقة» الحيوانات المنوية، ما يدفع وسائل منع الحمل للرجال وعلاج العقم قدمًا
حدد علماء في جامعة ولاية ميشيغان (MSU) «مفتاحًا» جزيئيًا رئيسيًا يمكّن الحيوانات المنوية من الاندفاع نحو البويضة. وقد يعيد هذا الاكتشاف تشكيل علاج العقم ويمهد لوسائل آمنة وغير هرمونية لمنع الحمل لدى الرجال.
قالت الباحثة الرئيسية الدكتورة ميلاني بالباخ، الأستاذة المساعدة في قسم الكيمياء الحيوية وعلم الأحياء الجزيئي في MSU: «استقلاب الحيوانات المنوية فريد للغاية، فغرضه الوحيد توفير الطاقة للإخصاب».
من «الخمول» إلى «السرعة القصوى»: الآلية الرئيسية لتحويل الطاقة في الحيوانات المنوية
قبل القذف، تظل الحيوانات المنوية لدى الثدييات في حالة منخفضة الطاقة. وبعد القذف، تنشط تدريجيًا في الجهاز التناسلي الأنثوي، وتبدأ بحركة قوية، وتعدل أغشيتها الخلوية استعدادًا لاختراق البويضة.
أوضحت بالباخ: «هذا التحول السريع من الطاقة المنخفضة إلى المرتفعة لا يحدث في الحيوانات المنوية فحسب، بل في أنواع كثيرة من الخلايا. والحيوانات المنوية نموذج مثالي لدراسة إعادة البرمجة الأيضية هذه».
قبل انضمامها إلى MSU، جذبت بالباخ الانتباه بأبحاث رائدة خلال عملها لما بعد الدكتوراه في Weill Cornell Medicine. ووجدت أن تثبيط إنزيم رئيسي في الحيوانات المنوية سبب عقمًا مؤقتًا وقابلًا للعكس لدى الفئران، في محطة مهمة لتطوير وسائل غير هرمونية لمنع الحمل لدى الرجال.
تتبع كيفية «تزود الحيوانات المنوية بالوقود»: تقنية جديدة لتتبع الاستقلاب
لتحديد كيفية تسارع الحيوانات المنوية قبل الإخصاب، تعاون فريق MSU مع مركز ميموريال سلون كيترينغ للسرطان ومعهد فان أندل لتطوير تقنية متقدمة لتتبع استقلاب الغلوكوز.
ومن خلال تتبع المسار الكيميائي للغلوكوز في الحيوانات المنوية، رصد الباحثون بوضوح فروقًا كبيرة بين الحيوانات المنوية الساكنة والنشطة.
استخدمت بالباخ تشبيهًا: «يشبه الأمر طلاء سقف سيارة بالوردي واستخدام طائرة مسيرة لتتبع مسارها عبر حركة المرور. وفي الحيوان المنوي المنشط، لا تسير هذه «السيارة الوردية» بسرعة أكبر فحسب، بل تسلك طرقًا مختلفة، ويمكننا حتى رؤية المواضع التي تميل إلى التعطل فيها عند «التقاطعات»».
باستخدام المرافق الأساسية لمطياف الكتلة وعلم المستقلبات في MSU، رسم الفريق خريطة لمسار الاستقلاب متعدد الخطوات وعالي الطاقة الذي تحتاجه الحيوانات المنوية وهي تتجه نحو البويضة. ومن النتائج الرئيسية أن إنزيمًا يسمى **ألدولاز** يؤدي دورًا محوريًا في مساعدة الحيوانات المنوية على تحويل الغلوكوز إلى طاقة. وأظهرت الدراسة أيضًا أن الحيوانات المنوية تحمل بعض احتياطيات الطاقة الداخلية عند بدء رحلتها.
وجد الفريق أيضًا أن بعض الإنزيمات تعمل مثل «مراقبي حركة المرور»، فتنظم تدفق الغلوكوز عبر استقلاب الحيوانات المنوية للحفاظ على إمداد ثابت بالطاقة.
اتجاهات جديدة لعلاج العقم وتطوير وسائل منع الحمل
سيبحث فريق بالباخ بعد ذلك كيفية استخدام الحيوانات المنوية مصادر مختلفة للطاقة، مثل الغلوكوز والفركتوز، لتلبية احتياجاتها. وقد يحسن العمل تقنيات المساعدة على الإنجاب (ART) وتشخيص العقم، مع تحديد أهداف جديدة لمنع الحمل غير الهرموني.
قالت بالباخ: «يتأثر نحو شخص من كل ستة أشخاص حول العالم بالعقم. وتمنحنا دراسة استقلاب الحيوانات المنوية وسيلة لتحسين الخصوبة وتصميم استراتيجيات جديدة لمنع الحمل».
تركز معظم أبحاث منع الحمل للرجال حاليًا على منع إنتاج الحيوانات المنوية. وتعمل هذه الطرق ببطء، ولا يمكن التحكم فيها عند الحاجة، وغالبًا ما تعتمد على هرمونات ذات آثار جانبية كبيرة. ويقترح فريق بالباخ بدلًا من ذلك تثبيط إنزيمات استقلاب الحيوانات المنوية لمنع حمل قابل للعكس وغير هرموني وعند الحاجة، مع آثار جانبية قليلة نظريًا.
قالت بالباخ: «نحو 50% من حالات الحمل حول العالم غير مقصودة حاليًا. ومن شأن منح الرجال مزيدًا من خيارات منع الحمل الآمنة والقابلة للتحكم أن يعزز المساواة بين الجنسين ويخفف عن النساء عبء منع الحمل الهرموني طويل الأمد».
نُشرت النتائج في Proceedings of the National Academy of Sciences، ومولها المعهد الوطني لصحة الطفل والتنمية البشرية (NICHD).
مصدر القصة:
جُمع من الإنترنت