Calcium macht den Unterschied

News: Calcium macht den Unterschied

Ungezählte Männer leiden: Nicht nur im ständigen Geschlechterkampf, sondern auch unter Unfruchtbarkeit oder ungewollter Vaterschaft. Die Beweglichkeit und damit die Zeugungsfähigkeit ihrer Spermien nimmt - statistisch gesehen - zunehmend ab. Andererseits fehlt bisher ein Verhütungsmittel für den Mann, dass eine ähnlich hohe Sicherheit wie die "Pille" bietet. Die Entdeckung eines Proteins, dass die Beweglichkeit des Spermiums durch Calciumströme steuert, könnte zwei Fliegen mit einer Klappe schlagen: Die Entwicklung eines wirksamen, lokalen Kontrazeptivuums und Abhilfe für erblich bedingte Unfruchtbarkeit bei Männern.

Claudia Heß

Jeder Topf findet seinen Deckel – aber wie findet ein Spermium die Eizelle? Eine der spannendsten Fragen der Fortpflanzungsbiologie ist in ihren Grundlagen gut erforscht. Einfach gesagt, bestehen Spermien aus einem "Kopf" mit den Erbinformationen und einem "Schwanz", der sie durch die Gebärmutter hin zu ihrem Ziel, der reifen Eizelle im Eileiter, transportiert. Mit Verschmelzung der beiden Keimanlagen ist ihre Mission erfolgreich: Neues Leben kann entstehen.

Doch nicht jede Empfängnis ruft freudige Erregung hervor: Rund die Hälfte der weltweit täglichen 400 000 Zeugungen ist nicht beabsichtigt. Solch ungewollten Vaterschaften können Europas Männer nur mit einer unsicheren Verhütungsmittelpalette begegnen – oder mit der "Pille" ihrer Partnerin. Gleichzeitig weist hierzulande das männliche Geschlecht eine immer höher werdende Unfruchtbarkeitsrate auf. Zwei gegensätzliche Probleme für die Männer, wie es scheint.

David Clapham und seine Kollegen vom Howard Hughes Medical Institute in Chevy Chase bieten mit der Entdeckung eines Proteins, dass den Calcium-Fluss in Spermien steuert, vielleicht eine Lösung für beide Fragen. Durch die Schwanzbewegung gelangen Spermien zur Eizelle, und die motorischen Proteine dieses Schwanzes werden durch Calcium-Ströme gesteuert. Das so genannte CatSper-Protein, den Schleusenwärter dieser Calcium-Ionenkanäle, haben die Forscher bei der Kartierung von codierenden Genen für Calcium-Kanäle entdeckt.

Die Wissenschaftler fanden das Protein ausschließlich in ausgereiftem Hodengewebe und auch dort nur in Spermienschwänzen. Bei Versuchen mit Mäusen ohne dessen codierendes Gen erwiesen sich die Männchen als unfruchtbar. Allerdings waren Clapham und Kollegen in der Lage, Mäuseeizellen, denen die schützende äußere Hülle (Zona pellucida) fehlte, mit solchen Spermien erfolgreich zu befruchten. "Das einzige, was diesen Spermien zu fehlen scheint, ist die Fähigkeit, die schützende äußere Eihülle zu durchdringen", erklärt Clapham. "Vielleicht gibt der von uns entdeckte Ionenkanal dem Spermienschwanz den letzten Schub bei diesem Durchbrechen".

Verhütungsmittel, die an der Blockierung dieses Kanals ansetzen, könnten gegenüber hormonellen Produkten große Vorteile haben. Gerade heutige Langzeitmedikamente wie die "Pille" für Frauen haben beachtliche Nebenwirkungen wie ein erhöhtes Krebs- oder Thromboserisiko. Durch Spermienunbeweglichkeit zeugungsunfähige Männer besitzen dagegen vielleicht blockierte Ionenkanäle, verursacht durch Mutationen des codierenden Gens. Durch Vergleich ihres Erbgutes mit dem von zeugungsfähigen Männern könnten grundsätzliche Erkenntnisse über Unfruchtbarkeit gewonnnen werden.