Spermie vznikají v mužském těle ve varlatech. Varlata v sobě mají nespočet drobných kanálků, kde ke tvorbě spermií dochází. Samotná tvorba spermií je velice složitý proces, na kterém se podílí i další typy buněk a celý proces je hormonálně regulován. Spermie mají až do poslední chvíle kulovitý vzhled, ale v závěrečné fázi jejich vzniku získávají svůj charakteristický tvar připomínající pulce.

Mají velmi malou hlavičku, která v sobě nese to nejdůležitější, genetickou informaci. Na povrchu hlavičky mají akrozom, což je váček připomínající čepičku. V této čepičce si nesou velice důležité enzymy, díky kterým se nakonec zvládnout dostat skrze pevný obal vajíčka. Ale nepředbíhejme, k vajíčku je ještě velmi dlouhá cesta a jen zlomek spermií vůbec bude mít tu čest se s ním potkat.

Dalším typickým útvarem na spermii je její bičík, díky kterému se může pohybovat. Pohyb spotřebovává velké množství energie, a i proto si spermie na svém bičíku nesou své vlastní buněčné elektrárny, mitochondrie.

Řekli byste si, že to, co jsem vám tu popsala už vypadá jako hotová spermie, ale to je pouze zdání. Přestože na první pohled může vypadat jako spermie připravená na oplození vajíčka, ještě není dospělá a musí projít onou zmiňovanou maturací. Je to podobné jako student, který dokončil školu, ale teprve během praxe získává skutečné dovednosti. Z varlat se tedy spermie přesouvají do nadvarlat, kde tento proces začíná. Během jejich průchodu nadvarlaty se učí plavat a mění se stavba jejich obalu, takzvané plazmatické membrány. Získávají ze svého okolí nové bílkoviny, které jim budou sloužit během dalšího dospívání, a nakonec i jako takové klíče pro odemčení k samotnému vajíčku.

Další užitečné bílkoviny pak získávají během ejakulace, kdy se dostanou do kontaktu s tekutinou vzniklou v přídatných pohlavních žlázách neboli semennou plazmou. Ta je také velmi bohatá na cukry, které spermie použijí pro doplnění energie. A zároveň tato tekutina spermie po nějakou dobu chrání v ženském pohlavním traktu, protože jsou to pro ženu přeci jen vetřelci, které její imunitní systém může rozpoznat jako potenciální hrozbu. Spermie putují dál, až se dostanou do vejcovodu ženy. Tam je čeká malá pauza, při které si mohou „odpočinout“. Ve vejcovodu se spermie dočasně přichytí k buňkám jeho stěny a vytvoří takzvaný oviduktální rezervoár. Nejde o odpočinek v pravém slova smyslu. Toto „parkoviště“ pomáhá spermiím šetřit energii a zároveň brání tomu, aby dorazily k vajíčku příliš brzy. Teprve když nastane ovulace, uvolní se a pokračují v cestě.

K tomu, aby se mohly spermie z tohoto rezervoáru dostat a pokračovat k vajíčku, je čeká poslední krok v jejich cestě za maturitou, a ten se označuje jako kapacitace. Je to velmi důležitý krok dospívání spermií, bez něhož by spermie pořád nebyly schopny vajíčko oplodnit. Právě tento proces zkoumám ve své vědecké práci. Kapacitace totiž není jednoduchý přepínač typu zapnuto/vypnuto, ale velmi složitý soubor změn, kterými spermie musí projít. Například dochází opět ke změnám v jejich membráně, některé bílkoviny získané během předchozí cesty ztrácejí, jiné mění své chemické vlastnosti a aktivují se celé signální dráhy, které spermii připravují na kontakt s vajíčkem. I samotný pohyb spermií se mění, v rezervoáru byly spermie poměrně utlumeny, ale během kapacitace dochází k hyperaktivaci pohybu. Spermie jsou tak schopny rychle měnit směr pohybu a pohybují se rychleji. Spermie velmi dobře poznají, jakým směrem se za vajíčkem vydat. Mají totiž specifické receptory, které je informují o měnící se teplotě, o zvyšující se hladině rozpuštěných hormonů, ale i o směru pohybu tekutiny ve vejcovodu. V místě ovulace, tedy uvolnění vajíčka, je teplota vyšší až o 2 ˚C, což spermie dokážou rozeznat, a plují tedy za vyšší teplotou. Zároveň se pohybují proti proudu tekutiny a za vyšší koncentrací progesteronu, což je hormon produkovaný buňkami, které obklopují vajíčko. Žádný z těchto signálů sám o sobě nestačí. Spermie během své cesty průběžně vyhodnocují všechny informace najednou a podle nich upravují svůj pohyb.

Jen spermie, které podstoupí tuto složitou cestu a úspěšně projdou všemi těmito změnami, budou nakonec mít tu schopnost vajíčko oplodnit. Na rozdíl od rozšířené představy tedy nejde o závod, ve kterém vítězí ta nejrychlejší spermie. Vítězí ta, která ve správný okamžik úspěšně prošla všemi stupni svého dospívání. Ve skutečnosti je cesta spermie mnohem náročnější než běžná maturita. Ze stovek milionů uchazečů nakonec uspěje jediná buňka. Až příště uslyšíte slovo maturita, možná si nevzpomenete jen na studenty. Možná si vybavíte i spermie, které musí projít svou vlastní zkouškou dospělosti.

Když zkoumáme, jak spermie dozrávají, nejde jen o uspokojení vědecké zvědavosti. Lepší porozumění těmto procesům může pomoci při léčbě neplodnosti, zlepšení metod asistované reprodukce i při šlechtění hospodářských zvířat. Čím lépe pochopíme, co dělá spermii skutečně kompetentní k oplodnění, tím lépe dokážeme podpořit vznik nového života tam, kde se to nedaří přirozenou cestou.