Sirovodík (H2S), správněji označovaný jako sulfan, ostře páchne po zkažených vejcích a jedovatostí předčí cyankali. Přesto si pozemské organismy vyrábějí tento plyn v malých množstvích ve svých buňkách a používají ho k nejrůznějším účelům. Tým Jana Nevorala z Lékařské fakulty v Plzni Univerzity Karlovy a jejího Biomedicínského centra se dlouhodobě zabývá úlohou, jakou sehrává sulfan v regulaci plodnosti. Jejich nejnovější studie publikovaná ve vědeckém časopise Scientific Reports odhaluje zásadní roli sulfanu pro optimální funkce spermií, a to u různých druhů savců včetně člověka.
„Z plynů, které plní v organismu důležitou roli signálních molekul, tzv. gasotransmiterů, je už dlouho znám oxid dusnatý. Jednou z jeho hlavních úloh je regulace průtoku krve cévami,“ vysvětluje Jan Nevoral. „Na významnou roli sulfanu v těle živočichů nahlíželi vědci dlouho s despektem právě proto, že je ve větších koncentracích prudce jedovatý. Dnes už ale není o zásadním významu tohoto plynu pro náš organismus nejmenších pochyb.“
Varlata samců vyrábějí poměrně velká množství sulfanu. V tomto ohledu se zcela vyrovnají tkáním jiných orgánů včetně mozku či jater, které jsou v produkci sulfanu velmi zdatné. Spermie jsou vybaveny k tomu, aby si pro sebe tento plyn samy vyráběly, a nejsou závislé na jeho přísunu z jiných buněk. Sulfan je pro ně zjevně velmi důležitý. Nevoralův tým zjistil, že se sulfan váže na zcela určitá místa bílkovin ve spermii a tím je chrání před poškozením.
Než se spermie dostane k vajíčku, aby ho mohla oplodnit, musí podniknout dlouhou pouť pohlavním traktem samice. Na této cestě tráví i několik dní, a přitom čelí mnoha nepříznivým vlivům včetně působení silně reaktivních volných radikálů. Ty vznikají i v samotné spermii jako zplodiny intenzivního metabolismu při produkci energii potřebné k jejímu pohybu. Nacházejí se však i v okolním prostředí spermie. Volné radikály mohou vážně poškodit bílkovinné molekuly a narušit tak životně důležité pochody spermie. Sulfan vyrobený ve spermii dokáže těmto škodám zabránit.
„Síra z molekul sulfanu se naváže na zranitelná místa bílkovinných molekul a tím je chrání před nežádoucími reakcemi s volnými radikály. Spermie získávají tuto ochranu sulfanem ještě během vývoje ve varleti. Do pohlavního traktu samice už vstupují náležitě „obrněny“ atomy síry na všech citlivých místech,“ říká první autorka studie Hedvika Řimnáčová, členka týmu Jana Nevorala..
Vědci potvrdili existenci přirozené ochrany sulfanem u spermií myšáků, kanců a mužů. Jedná se tedy o fenomén, který se uplatňuje obecně u savců.
Spermie zvířat i člověka jsou dnes často podrobovány náročným procedurám. Dlouhodobě se uchovávají ve zmraženém stavu v tekutém dusíku při teplotě -196 °C. Náročným podmínkám jsou vystaveny také při umělému oplodnění „ve zkumavce“. Všechny tyto postupy s sebou přinášejí zvýšenou zátěž včetně nežádoucího působení volných radikálů. Úroveň ochrany spermií sulfanem tak může sehrávat významnou roli jak v úspěšnosti léčby neplodnosti v humánní medicíně, tak i v biotechnologických postupech při rozmnožování hospodářských zvířat.
Jan Nevoral před několika lety jako první odhalil významnou roli sulfanu u vajíček savců. Nyní se svým týmem ukázal, že ostře páchnoucí jedovatý plyn sehrává významnou roli také v plodnosti samců.
Program Cotutelle – doktorát pod dvojím vedením
Na výzkum role sulfanu v plodnosti samců spolupracuje tým Biomedicínského centra Lékařské fakulty UK v Plzni se španělskými odborníky z Universidad de Castilla-La Mancha (UCLM). Tato spolupráce zahrnuje nejen výzkum, ale také výchovu nových odborníků. První autorka studie Hedvika Řimnáčová obhájila svou disertační práci v rámci programu Cotutelle (francouzský název, který se vžil pro doktorské studium pod dvojím vedením disertační práce), kde se na vedení doktorandů podílejí zároveň čeští a španělští školitelé. Hedvika Řimnáčová řešila problematiku úlohy sulfanu ve spermiích pod vedením Jana Nevorala a přední španělské odbornice Olgy García-Álvarez z UCLM.
