The Embryo Project Encyclopedia

Kapacitering af sædceller henviser til de fysiologiske ændringer, som sædceller skal gennemgå for at kunne trænge ind i et æg og befrugte det. Udtrykket blev først opfundet i 1952 af Colin Russell Austin på baggrund af uafhængige undersøgelser udført af Austin og Min Chueh Chang, som blev offentliggjort i 1951. Siden de første rapporter og fremkomsten af begrebet er detaljerne i processen blevet belyst på grund af den teknologiske udvikling. Anerkendelsen af fænomenet var ret vigtig for de tidlige in vitro-befrugtningseksperimenter samt for områderne embryologi og reproduktionsbiologi.

Disse første undersøgelser omfattede indføring af sædceller i æggelederne hos hunner af forskellige dyrearter både timer før og umiddelbart efter ægløsning. Forsøgene viste, at langt flere æg blev penetreret af sædceller, når sædcellerne blev indført timer før ægløsning. På baggrund af deres første resultater opstillede både Austin og Chang den hypotese, at sædcellerne må gennemgå en eller anden form for fysiologisk proces i hunnens forplantningstrakt for at have kapacitet til at trænge ind i ægget. Austin omtalte senere denne proces som kapacitetsdannelse i et nummer af Nature, der blev offentliggjort den 23. august 1952. Hans oprindelige brug af begrebet kapacitation henviste til enhver fysiologisk proces, som sædcellerne gennemgik, mens de befandt sig i det kvindelige forplantningssystem, og som gjorde det muligt for sædcellerne at trænge ind i et æg. Efterhånden som teknologien udviklede sig og kendskabet til befrugtningsmekanismerne voksede, blev denne definition opdateret til moderne brug.

J. Michael Bedford offentliggjorde en dybtgående undersøgelse af sædkapacitering hos pattedyr i 1970 og kunne indsnævre, hvad processen indebærer ved at afsløre, hvad der ikke sker. I Bedfords undersøgelser blev der anvendt et elektronmikroskop for at afsløre, hvilke strukturelle ændringer der eventuelt skete i sædcellerne efter kapacitering, men der blev ikke fundet nogen. Bedford rapporterede, at sædcellerne forbliver i den samme morfologiske tilstand fra det tidspunkt, hvor de indføres i hunnen, til det tidspunkt, hvor de gennemgår akrosomreaktionen, det punkt, hvor sædcellerne smelter sammen med ægget. Han konkluderede, at selv om der ikke skete strukturelle ændringer i sædcellerne, var det mere sandsynligt, at der var en eller anden form for kemisk ændring i gang. På grundlag af de beviser, der var til rådighed på det tidspunkt, blev det konkluderet, at kapacitetsdannelsen bestod i en afmaskering af receptorer på selve sædcellen, hvilket gjorde den i stand til at reagere på miljøet i kvindens kønsorganer. Han undersøgte også kapacitering af sædceller hos forskellige arter og fandt, at den tid, det tog for sædcellerne at opnå evnen til at trænge ind i et æg, samt de kemikalier, der blev genkendt af de førnævnte receptorer, var artsspecifikke. Da der endvidere er visse arter i andre phyla, som ejakulerer sædceller, der straks er i stand til at fuldføre akrosomreaktionen, ville det være unøjagtigt at medtage akrosomreaktionen som en del af kapacitationen.

Givet Austins brede oprindelige definition hævdede mange samtidige af Bedford, at akrosomreaktionen teknisk set kunne betragtes som en del af sædcellernes kapacitation. Uoverensstemmelsen i definitionen, især med hensyn til inddragelsen af akrosomreaktionen som en del af kapacitationen, resulterede i en stor diskussion og argumentation blandt forskere i senere publikationer. I 1975 udgav Austin en rapport med titlen “Membrane Fusion Events in Fertilization”, hvori han hævdede, at den egentlige kapacitetsdannelsesproces bestod i fjernelse af glykoproteinhætten på sædcellerne og lettelse af hyperaktivering eller forbedret motilitet, og dermed præciserede han, at han anså initieringen af akrosomreaktionen for at være adskilt fra sædcellernes kapacitetsdannelse. I et forsøg på at klarlægge, hvilke processer der skulle indgå i definitionen af sædkapacitering, offentliggjorde Min Chueh Chang i 1984 en artikel med et historisk perspektiv på betydningen af sædkapacitering, som indeholdt et forslag til, hvordan man kunne håndtere uoverensstemmelsen i definitionen. I denne artikel foreslår Chang, at alle processer, der fører op til akrosomreaktionen, bør betegnes som den første del af sædkapacitering for både at respektere den oprindelige definition og samtidig anerkende akrosomreaktionen som en selvstændig proces. På baggrund af dette forsøg på afklaring definerer mere moderne undersøgelser, der involverer kapacitation, den som sædcellens behov for at afdække receptorer, der kan genkende de kemikalier i det kvindelige reproduktionstrakt, som igen initierer ændringer i både motilitet i form af hyperaktivering samt de morfologiske ændringer, der er involveret i akrosomreaktionen.

På trods af forvirring og en vis uoverensstemmelse i studiet af kapacitation er begrebet fortsat en integreret del af studiet af befrugtning. Udforskningen heraf har givet en mere omfattende forståelse af alle de mekanismer, som en sædcelle skal gennemgå, før den er klar til at befrugte et hunæg, hvilket har bidraget til den generelle viden om befrugtningsprocessen som helhed samt bidraget til medicinske teknologier som f.eks. in vitro-befrugtning.