羊駝 羊駝 和媽媽親熱:讓女士們神魂顛倒(然後排卵)的神奇精液成分

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本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點


8月20日發表在《美國國家科學院院刊》(PNAS)上的一篇論文表明,精液中存在一種可能誘導排卵的因子。這種現象可能發生的想法並不新鮮,但對可能實現這一點的因子的識別當然是新的。Ratto等人(2012)認為他們已經找到了讓女士們神魂顛倒(然後排卵)的神奇精液成分,那就是神經生長因子,或NGF。(完全披露:直到我寫到這篇文章一半的時候才注意到,我的一個合作者,羅傑·皮爾遜,是這篇論文的共同作者。)

我在網上看到的關於這篇論文的大部分對話都以暗示這項研究是關於人類或與人類有關開始,然後迅速轉變為揭示他們實際上是在談論羊駝。

是的,羊駝。


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不得不承認,羊駝是一個很酷的物種,我這代《芝麻街》的觀眾無疑記得這首歌

而同一代人現在給自己的孩子讀羊駝 羊駝 紅色睡衣羊駝 羊駝 對媽媽生氣,以及安娜·杜德尼的其餘羊駝 羊駝系列(我們幾乎都有,我的女兒可以背誦大部分)。說起來很有趣,它與很多東西押韻,而且它們會朝你吐口水。有什麼不喜歡的呢?

但是,嗯,羊駝不是人類。所以我將解釋為什麼這種區分很重要,為什麼這項研究仍然非常酷,以及在我看來,NGF在人類身上仍然有趣的理由。

打賭你不能讓我排卵!

有些動物透過性交行為排卵——要麼是物理行為刺激了排卵,要麼是精液中的某種因子發出訊號,表明是時候排出卵子了。這種動物被稱為誘發排卵者,這個群體包括羊駝、其餘的駱駝科動物(駱駝、羊駝),以及貓、貂、田鼠和其他一些動物。

另一種排卵者是自發排卵者。這更為常見,這也是我們靈長類動物排卵的方式。自發排卵是指排卵是由滋養和成熟卵泡的激素套件自發地和內部地觸發的。這就是為什麼你經常在不孕不育文獻中看到“自發”週期(自然發生的)和“刺激”週期(使用生育藥物引起的,這些藥物只是我們產生的激素的合成版本)之間的區別。

因此,即使在自發排卵者中,也存在外部機制影響排卵的空間。我們有大量論文表明,能量壓力源(尤其是不吃足夠的食物)會延遲或停止排卵。胰島素、甲狀腺激素或雄激素的問題(隨便選一個,這是一個模糊的機制)會導致一次成熟過多的卵泡,然後難以排卵,導致診斷為多囊卵巢綜合徵(PCOS)。

但這與讓女士們神魂顛倒(然後排卵)的神奇精液成分不太一樣。

哦,NGF可以做很多對你有益的事情

在羊駝中,NGF的發現及其能力支援了許多人持有的假設,即精液中存在某種物質,其特定目的是刺激排卵……在誘發排卵者中。發現它是NGF,而不是一些以前從未被識別出的更新、怪異的趨化因子,表明我們正在看到一個相當保守(進化上古老並在許多現代物種中傳遞)的特徵。

僅憑這一點就令人震驚且重要。

NGF還做什麼,為什麼這會成為羊駝及其同伴誘發排卵者的排卵觸發因素?NGF還有許多其他工作,主要與中樞和外周神經系統在子宮內的發育有關,以及出生後的神經內分泌或免疫任務(Levi-Montalcini,1987)。

但是,NGF也已經被研究用於在卵巢功能中可能發揮的作用。它的作用非常有趣!

NGF似乎有助於排卵。在卵子釋放前一小時,卵巢中trkA(酪氨酸激酶受體)和NGF基因表達增加(Mayerhofer等人,1996)。似乎發生的事情是,NGF以一種最終導致卵泡壁降解的方式啟用trkA受體,這有助於卵泡從卵巢破裂。打破卵巢關於為什麼卵子不應該在那晚出去的最後論點,NGF就像一個愛惹麻煩的愛管閒事的阿姨。

如果這位阿姨太寵壞卵子,或者看不到足夠的卵子,問題就會出現。在一個尋求輔助生殖技術的女性樣本中,發現卵巢儲備功能減退的女性NGF水平較高,而患有PCOS的女性NGF水平較低(Buyuk和Seifer,2008)。然而,另一項研究發現NGF與小鼠模型中的PCOS相關,並且患有PCOS的女性NGF水平較高(Dissen等人,2009)。這兩項研究都測量了女性在輔助週期中卵泡液中的NGF,以試圖懷孕:Buyuk和Seifer(2008)在取卵期間收集,但Dissen等人(2009)沒有說明何時收集(假設是同一時間點是有道理的)。

儘管樣本人群和取樣方法相似,但結果卻不同?這可能意味著我們對該機制的理解還不夠透徹。這也可能表明PCOS是一種高度可變的綜合徵,可能具有多種起源,因此您可能會偶然獲得具有不同NGF濃度的不同樣本,並且兩項研究仍然有意義。無論如何,NGF似乎是考慮PCOS的一個非常重要的因素,因為在一些PCOS女性中,我們看到許多卵泡成熟但沒有排卵。

那麼,NGF還可能如何刺激排卵呢?

也許NGF刺激黃體生成素!

這是這篇論文的作者提出的途徑(Ratto等人,2012)。他們認為,NGF不是以某種旁分泌(細胞到細胞)方式起作用,而是飛速到達垂體前葉(在你的大腦中),垂體前葉產生黃體生成素(LH),然後LH飛速到達卵巢,告訴卵巢對卵子進行最後的潤色並釋放它。

如果我們談論的是區域性產生(由女性產生)的NGF,那麼這一切對我來說都很有道理,因為它將成為她自身自發週期調節的一部分。這是我不明白的地方。如果精液來源的NGF要誘導排卵,那麼它可能來不及讓該射精的精子擁有卵泡來受精。因此,這隻有在有人定期性交的情況下才真正有效,以便早期的行為可以為以後的受精做好準備。在我們的祖先中存在的濫交物種中,這似乎是一個糟糕的主意。你可能會浪費你的交配努力來催熟雌性的卵子,以便其他某個笨蛋可以受精它們!這就是為什麼對我來說,就我們這樣的自發排卵者而言,精液來源的NGF目前處於“可能沒有幫助,但沒有壞處”的類別。

也許NGF刺激肥大細胞!

或者,也許機制是炎症性的?NGF啟用肥大細胞,肥大細胞脫顆粒(釋放組胺)並啟動炎症過程。子宮內膜肥大細胞產生胰蛋白酶,胰蛋白酶誘導血管生成和新血管形成(產生新的血管)。但是子宮內膜肥大細胞在月經前不久最活躍(Salamonsen和Lathbury,2000)。事實上,胰蛋白酶啟用基質金屬蛋白酶(MMPs),MMPs分解物質,這就是為什麼它們對月經如此重要。然而,有些人認為組胺可能是參與蛻膜化和植入的旁分泌訊號(Noskova等人,2006)。因此……如果時間安排在週期結束時,NGF可能有助於月經,如果時間安排在植入視窗期間,則可能有助於植入。

羊駝 羊駝 卵巢劇

卵巢內NGF是自發排卵者排卵機制的重要組成部分,精液NGF對於誘發排卵者的排卵很重要。精液NGF也可能在某種程度上對女性的生殖功能很重要。我的大問題——我真的希望有人能做後續工作——是自發排卵者生理相關的NGF濃度是多少(所以,你需要多少才能真正做任何事情),以及是什麼產生卵巢內NGF的變異?我非常好奇促性腺激素、激素或外部因素是否會影響這些東西。考慮到排卵中卵巢內和卵巢外來源的變異,這使得女性生殖器官變得更加有趣!

參考文獻

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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