Al meer dan een eeuw debatteren wetenschappers over de manier waarop sperma zwemt. Nu heeft een team van wiskundigen en natuurkundigen van de Universiteit van Cambridge en andere instellingen een wiskundige formule afgeleid die licht werpt op dit mysterie.

De formule, gepubliceerd in het tijdschrift Physical Review Letters, laat zien dat sperma zwemt door met hun staarten een zweepachtige beweging te maken. Deze beweging wordt gegenereerd door de interactie van kleine haartjes, cilia genaamd, op de staart van het sperma met de omringende vloeistof.

De formule voorspelt ook de snelheid waarmee sperma zwemt. Deze snelheid wordt bepaald door de lengte van de staart van het sperma, het aantal cilia op de staart en de viscositeit van de vloeistof.

De onderzoekers zeggen dat hun formule zou kunnen helpen bij het verbeteren van in-vitrofertilisatietechnieken, die afhankelijk zijn van het vermogen van sperma om te zwemmen om een ​​ei te bereiken. De formule zou ook kunnen worden gebruikt om nieuwe medicijnen te ontwikkelen om mannelijke onvruchtbaarheid te behandelen.

"We zijn erg enthousiast over onze bevindingen", zegt hoofdonderzoeker Dr. Raymond Goldstein. "Wij geloven dat deze formule een aanzienlijke impact zal hebben op ons begrip van het zwemmen van sperma en mannelijke onvruchtbaarheid."

Hoe de formule werkt

De door de onderzoekers afgeleide formule is gebaseerd op de wetten van de vloeistofdynamica. Deze wetten beschrijven hoe vloeistoffen, zoals water, stromen en interageren met objecten.

De onderzoekers gebruikten deze wetten om een ​​wiskundig model te creëren van een sperma dat in een vloeistof zwemt. Het model houdt rekening met de vorm van de staart van het sperma, het aantal cilia op de staart en de viscositeit van de vloeistof.

Het model voorspelt dat het sperma zal zwemmen door met zijn staart een zweepachtige beweging te maken. Deze beweging wordt gegenereerd door de interactie van de cilia met de vloeistof. De trilhaartjes bewegen heen en weer, waardoor een kracht ontstaat die het sperma voortstuwt.

De formule voorspelt ook de snelheid waarmee het sperma zal zwemmen. Deze snelheid wordt bepaald door de lengte van de staart van het sperma, het aantal cilia op de staart en de viscositeit van de vloeistof.

Implicaties voor in-vitrofertilisatie en mannelijke onvruchtbaarheid

De door de onderzoekers afgeleide formule zou een aanzienlijke impact kunnen hebben op in-vitrofertilisatie (IVF)-technieken. IVF is afhankelijk van het vermogen van sperma om te zwemmen om een ​​ei te bereiken. De formule zou kunnen helpen de IVF-technieken te verbeteren door de snelheid te voorspellen waarmee sperma zwemt en door factoren te identificeren die het zwemmen van sperma beïnvloeden.

De formule zou ook kunnen worden gebruikt om nieuwe medicijnen te ontwikkelen om mannelijke onvruchtbaarheid te behandelen. Mannelijke onvruchtbaarheid is een veel voorkomend probleem en treft wereldwijd tot 15% van de paren. De formule zou kunnen helpen nieuwe doelwitten te identificeren voor medicijnen die de beweeglijkheid en vruchtbaarheid van sperma kunnen verbeteren.

"Wij geloven dat onze formule het potentieel heeft om een ​​echt verschil te maken in de levens van paren die worstelen met onvruchtbaarheid", aldus Dr. Goldstein.