羊驼 羊驼 和妈妈亲热:让女士们神魂颠倒(然后排卵)的神奇精液成分

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


8月20日发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上的一篇论文表明,精液中存在一种可能诱导排卵的因子。这种现象可能发生的想法并不新鲜,但对可能实现这一点的因子的识别当然是新的。Ratto等人(2012)认为他们已经找到了让女士们神魂颠倒(然后排卵)的神奇精液成分,那就是神经生长因子,或NGF。(完全披露:直到我写到这篇文章一半的时候才注意到,我的一个合作者,罗杰·皮尔逊,是这篇论文的共同作者。)

我在网上看到的关于这篇论文的大部分对话都以暗示这项研究是关于人类或与人类有关开始,然后迅速转变为揭示他们实际上是在谈论羊驼。

是的,羊驼。


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不得不承认,羊驼是一个很酷的物种,我这代《芝麻街》的观众无疑记得这首歌

而同一代人现在给自己的孩子读羊驼 羊驼 红色睡衣羊驼 羊驼 对妈妈生气,以及安娜·杜德尼的其余羊驼 羊驼系列(我们几乎都有,我的女儿可以背诵大部分)。说起来很有趣,它与很多东西押韵,而且它们会朝你吐口水。有什么不喜欢的呢?

但是,嗯,羊驼不是人类。所以我将解释为什么这种区分很重要,为什么这项研究仍然非常酷,以及在我看来,NGF在人类身上仍然有趣的理由。

打赌你不能让我排卵!

有些动物通过性交行为排卵——要么是物理行为刺激了排卵,要么是精液中的某种因子发出信号,表明是时候排出卵子了。这种动物被称为诱发排卵者,这个群体包括羊驼、其余的骆驼科动物(骆驼、羊驼),以及猫、貂、田鼠和其他一些动物。

另一种排卵者是自发排卵者。这更为常见,这也是我们灵长类动物排卵的方式。自发排卵是指排卵是由滋养和成熟卵泡的激素套件自发地和内部地触发的。这就是为什么你经常在不孕不育文献中看到“自发”周期(自然发生的)和“刺激”周期(使用生育药物引起的,这些药物只是我们产生的激素的合成版本)之间的区别。

因此,即使在自发排卵者中,也存在外部机制影响排卵的空间。我们有大量论文表明,能量压力源(尤其是不吃足够的食物)会延迟或停止排卵。胰岛素、甲状腺激素或雄激素的问题(随便选一个,这是一个模糊的机制)会导致一次成熟过多的卵泡,然后难以排卵,导致诊断为多囊卵巢综合征(PCOS)。

但这与让女士们神魂颠倒(然后排卵)的神奇精液成分不太一样。

哦,NGF可以做很多对你有益的事情

在羊驼中,NGF的发现及其能力支持了许多人持有的假设,即精液中存在某种物质,其特定目的是刺激排卵……在诱发排卵者中。发现它是NGF,而不是一些以前从未被识别出的更新、怪异的趋化因子,表明我们正在看到一个相当保守(进化上古老并在许多现代物种中传递)的特征。

仅凭这一点就令人震惊且重要。

NGF还做什么,为什么这会成为羊驼及其同伴诱发排卵者的排卵触发因素?NGF还有许多其他工作,主要与中枢和外周神经系统在子宫内的发育有关,以及出生后的神经内分泌或免疫任务(Levi-Montalcini,1987)。

但是,NGF也已经被研究用于在卵巢功能中可能发挥的作用。它的作用非常有趣!

NGF似乎有助于排卵。在卵子释放前一小时,卵巢中trkA(酪氨酸激酶受体)和NGF基因表达增加(Mayerhofer等人,1996)。似乎发生的事情是,NGF以一种最终导致卵泡壁降解的方式激活trkA受体,这有助于卵泡从卵巢破裂。打破卵巢关于为什么卵子不应该在那晚出去的最后论点,NGF就像一个爱惹麻烦的爱管闲事的阿姨。

如果这位阿姨太宠坏卵子,或者看不到足够的卵子,问题就会出现。在一个寻求辅助生殖技术的女性样本中,发现卵巢储备功能减退的女性NGF水平较高,而患有PCOS的女性NGF水平较低(Buyuk和Seifer,2008)。然而,另一项研究发现NGF与小鼠模型中的PCOS相关,并且患有PCOS的女性NGF水平较高(Dissen等人,2009)。这两项研究都测量了女性在辅助周期中卵泡液中的NGF,以试图怀孕:Buyuk和Seifer(2008)在取卵期间收集,但Dissen等人(2009)没有说明何时收集(假设是同一时间点是有道理的)。

尽管样本人群和采样方法相似,但结果却不同?这可能意味着我们对该机制的理解还不够透彻。这也可能表明PCOS是一种高度可变的综合征,可能具有多种起源,因此您可能会偶然获得具有不同NGF浓度的不同样本,并且两项研究仍然有意义。无论如何,NGF似乎是考虑PCOS的一个非常重要的因素,因为在一些PCOS女性中,我们看到许多卵泡成熟但没有排卵。

那么,NGF还可能如何刺激排卵呢?

也许NGF刺激黄体生成素!

这是这篇论文的作者提出的途径(Ratto等人,2012)。他们认为,NGF不是以某种旁分泌(细胞到细胞)方式起作用,而是飞速到达垂体前叶(在你的大脑中),垂体前叶产生黄体生成素(LH),然后LH飞速到达卵巢,告诉卵巢对卵子进行最后的润色并释放它。

如果我们谈论的是局部产生(由女性产生)的NGF,那么这一切对我来说都很有道理,因为它将成为她自身自发周期调节的一部分。这是我不明白的地方。如果精液来源的NGF要诱导排卵,那么它可能来不及让该射精的精子拥有卵泡来受精。因此,这只有在有人定期性交的情况下才真正有效,以便早期的行为可以为以后的受精做好准备。在我们的祖先中存在的滥交物种中,这似乎是一个糟糕的主意。你可能会浪费你的交配努力来催熟雌性的卵子,以便其他某个笨蛋可以受精它们!这就是为什么对我来说,就我们这样的自发排卵者而言,精液来源的NGF目前处于“可能没有帮助,但没有坏处”的类别。

也许NGF刺激肥大细胞!

或者,也许机制是炎症性的?NGF激活肥大细胞,肥大细胞脱颗粒(释放组胺)并启动炎症过程。子宫内膜肥大细胞产生胰蛋白酶,胰蛋白酶诱导血管生成和新血管形成(产生新的血管)。但是子宫内膜肥大细胞在月经前不久最活跃(Salamonsen和Lathbury,2000)。事实上,胰蛋白酶激活基质金属蛋白酶(MMPs),MMPs分解物质,这就是为什么它们对月经如此重要。然而,有些人认为组胺可能是参与蜕膜化和植入的旁分泌信号(Noskova等人,2006)。因此……如果时间安排在周期结束时,NGF可能有助于月经,如果时间安排在植入窗口期间,则可能有助于植入。

羊驼 羊驼 卵巢剧

卵巢内NGF是自发排卵者排卵机制的重要组成部分,精液NGF对于诱发排卵者的排卵很重要。精液NGF也可能在某种程度上对女性的生殖功能很重要。我的大问题——我真的希望有人能做后续工作——是自发排卵者生理相关的NGF浓度是多少(所以,你需要多少才能真正做任何事情),以及是什么产生卵巢内NGF的变异?我非常好奇促性腺激素、激素或外部因素是否会影响这些东西。考虑到排卵中卵巢内和卵巢外来源的变异,这使得女性生殖器官变得更加有趣!

参考文献

Buyuk E, Seifer DB. 2008. Follicular-fluid neurotrophin levels in women undergoing assisted reproductive technology for different etiologies of infertility. Fertility and Sterility 90(5):1611-1615.
Dissen GA, Garcia-Rudaz C, Paredes A, Mayer C, Mayerhofer A, Ojeda SR. 2009. Excessive ovarian production of nerve growth factor facilitates development of cystic ovarian morphology in mice and is a feature of polycystic ovarian syndrome in humans. Endocrinology 150(6):2906-2914.
Levi-Montalcini R. 1987. The nerve growth factor 35 years later. Science 237(4819):1154-1162.
Mayerhofer A, Dissen G, Parrott J, Hill D, Mayerhofer D, Garfield R, Costa M, Skinner M, Ojeda S. 1996. Involvement of nerve growth factor in the ovulatory cascade: trkA receptor activation inhibits gap junctional communication between thecal cells. Endocrinology 137(12):5662-5670.
Noskova V, Bottalico B, Olsson H, Ehinger A, Pilka R, Casslén B, Hansson SR. 2006. Histamine uptake by human endometrial cells expressing the organic cation transporter EMT and the vesicular monoamine transporter-2. Molecular human reproduction 12(8):483-489.
Salamonsen LA, Lathbury LJ. 2000. Endometrial leukocytes and menstruation. Human Reproduction Update 6(1):16-27.

I am Dr. Kate Clancy, Assistant Professor of Anthropology at the University of Illinois, Urbana-Champaign. On top of being an academic, I am a mother, a wife, an athlete, a labor activist, a sister, and a daughter. My beautiful blog banner was made by Jacqueline Dillard. Context and variation together help us understand humans (and any other species) as complicated. But they also help to show us that biology is not immutable, that it does not define us from the moment of our birth. Rather, our environment pushes and pulls our genes into different reaction norms that help us predict behavior and physiology. But, as humans make our environments, we have the ability to change the very things that change us. We often have more control over our biology than we may think.

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