精子对温度的要求堪称”金发姑娘原则”——一切都要恰到好处。在哺乳动物中，这些雄性生殖细胞对温度异常敏感，既不能太高也不能太低。它们最适宜在比正常体温略低几度的环境中存活，却必须在温度更高的女性生殖道中完成终极使命：使卵子受精。这究竟是如何实现的呢？
研究表明，温度升高会触发一个关键信号，使精子进入高度活跃状态。其运动方式会从平缓的游动转变为激烈的鞭打式运动，这是穿透卵子所必需的动作。近期发表在《自然通讯》上的小鼠实验详细揭示了这一现象。
“揭示众所周知的生理现象背后的分子机制总是令人兴奋的。”该研究合著者、圣路易斯华盛顿大学医学院的生理学家Polina V. Lishko告诉《大众科学》。虽然人们早就知道男性生殖器官温度低于核心体温，但其必要性直到现在才得以阐明。
CatSper蛋白的奥秘
所有哺乳动物精子表面都存在一种特殊蛋白质——CatSper。它能控制精子尾部鞭毛中离子的进出，为精子的超活化运动提供动力。此前科学家认为，在灵长类动物中，女性生殖道的pH值或黄体酮会激活CatSper。但Lishko指出，大多数哺乳动物精子对黄体酮并无反应，说明还存在其他激活机制。
温度显然是关键因素。哺乳动物进化出多种方式来维持睾丸温度在34℃左右的最佳状态：海豚通过背鳍冷却流向睾丸的血液；大象利用耳朵散热；人类等多数哺乳动物则将睾丸悬于体外。而鸟类等缺乏这类降温适应的动物，其精子也不具有CatSper蛋白。
“温度调控器”的发现
研究团队运用脑细胞研究中的微米级技术，首次观察到小鼠精子CatSper在38℃以上被激活时特有的电流特征。这种激活会使精子运动模式发生根本转变，从规律游动转为激烈鞭打。某种程度上，CatSper就像一个精密的”温度调控器”。
Lishko感叹：”大自然的设计总是如此精妙，这令人惊叹不已。”
未来应用前景
这一发现为男性避孕和不育治疗带来新思路。由于CatSper仅存在于精子中，以其为靶点不会影响其他生理功能。Lishko表示，下一步将探索”能否通过调控这个温度敏感的钙通道来实现避孕或提高生育力”。虽然现有男性避孕药尝试抑制该通道，但效果有限。新发现可能为此指明方向。
深入研究或许能实现通过温度调控CatSper，打开钙通道耗尽精子能量，使其在关键时刻”有心无力”。
文章来源：https://www.popsci.com/health/sperm-temperature-protein-fertility/
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