Un nuevo estudio encuentra que los espermatozoides no nadan como pensábamos que lo hacían

 

Bajo un microscopio, los espermatozoides humanos parecen nadar como anguilas que se menean, las colas giran de un lado a otro mientras buscan un óvulo para fertilizar.

Pero ahora, la nueva microscopía 3D y el video de alta velocidad revelan que los espermatozoides no nadan en este movimiento simple y simétrico. En cambio, se mueven con un giro giratorio que compensa el hecho de que sus colas en realidad golpean solo a un lado.

“Es casi como si fuera un nadador, pero solo podía mover la pierna hacia un lado”, dijo el autor del estudio Hermes Gadêlha, matemático de la Universidad de Bristol en el Reino Unido. “Si hiciera esto en una piscina y usted solo hacía esto a un lado, siempre nadarías en círculos … La naturaleza en su sabiduría vino [up] con una forma muy compleja e ingeniosa de avanzar “.

Nadadores extraños

La primera persona en observar de cerca el esperma humano fue Antonie van Leeuwenhoek, un científico holandés conocido como el padre de la microbiología. En 1677, van Leeuwenhoek convirtió su recién desarrollado microscopio hacia su propio semen, viendo por primera vez que el fluido estaba lleno de pequeñas células que se movían.

Bajo un microscopio 2D, estaba claro que los espermatozoides eran propulsados ​​por colas, que parecían moverse de lado a lado a medida que la cabeza de los espermatozoides giraba. Durante los siguientes 343 años, esta fue la comprensión de cómo se movía el esperma humano.

“Muchos científicos han postulado que es probable que haya un elemento 3D muy importante en la forma en que se mueve la cola del esperma, pero hasta la fecha no hemos tenido la tecnología para realizar tales mediciones de manera confiable “, dijo Allan Pacey, profesor de andrología en la Universidad de Sheffield en Inglaterra, que no participó en la investigación.

La nueva investigación es, por lo tanto, un “importante paso adelante”, escribió Pacey en un correo electrónico a Live Science.

Gadêlha y sus colegas de la Universidad Nacional Autónoma de México comenzaron la investigación a partir de la “exploración de cielo azul”, dijo Gadêlha. Utilizando técnicas de microscopía que permiten obtener imágenes en tres dimensiones y una cámara de alta velocidad que puede capturar 55,000 fotogramas por segundo, registraron la esperma humana nadando en un portaobjetos de microscopio.

“Lo que encontramos fue algo completamente sorprendente, porque rompió por completo con nuestro sistema de creencias”, dijo Gadêlha a Live Science.

Las colas de los espermatozoides no se movían, como látigos, de lado a lado. En cambio, solo podían vencer en una dirección. Para extraer el movimiento hacia adelante de este movimiento asimétrico de la cola, la cabeza del esperma giró con un movimiento nervioso al mismo tiempo que la cola giraba. La rotación de la cabeza y la cola son en realidad dos movimientos separados controlados por dos mecanismos celulares diferentes, dijo Gadêlha . Pero cuando se combinan, el resultado es algo así como una nutria giratoria o una broca giratoria. En el transcurso de una rotación de 360 ​​grados, el movimiento de la cola de un lado se iguala, lo que se suma a la propulsión hacia adelante.

“El esperma ni siquiera está nadando, el esperma está perforando el fluido”, dijo Gadêlha.

Los investigadores publicaron sus hallazgos hoy (31 de julio) en la revista. Avances científicos.

Asimetría y fertilidad

En términos técnicos, la forma en que se mueve el esperma se llama precesión, lo que significa que gira alrededor de un eje, pero ese eje de rotación está cambiando. Los planetas hacen esto en sus viajes de rotación alrededor del sol, pero un ejemplo más familiar podría ser una peonza, que se tambalea y baila sobre el piso a medida que gira sobre su punta.

“Es importante tener en cuenta que en su viaje hacia el óvulo, los espermatozoides nadarán a través de un entorno mucho más complejo que la gota de líquido en la que fueron observados para este estudio”, dijo Pacey. “En el cuerpo de la mujer, tendrán que nadar en canales estrechos de líquido muy pegajoso en el cuello uterino, paredes de células ondulantes en las trompas de Falopio, así como también tendrán que hacer frente a las contracciones musculares y al fluido que empujan (por la parte superior flotante de células llamadas cilios) en la dirección opuesta a donde quieren ir. Sin embargo, si realmente pueden perforar su camino hacia adelante, ahora puedo ver con mucha mejor claridad cómo los espermatozoides podrían hacer frente a este curso de asalto para alcanzar el óvulo y poder entrar “, dijo Pacey

La motilidad de los espermatozoides, o la capacidad de moverse, es una de las métricas clave que los médicos observan al evaluar la fertilidad masculina, dijo Gadêlha. El giro de la cabeza del esperma no se considera actualmente en ninguna de estas métricas, pero es posible que un estudio posterior revele ciertos defectos que interrumpan esta rotación y, por lo tanto, afecten el movimiento del esperma.

Las clínicas de fertilidad utilizan microscopía 2D, y se necesita más trabajo para descubrir si la microscopía 3D podría beneficiar su análisis, dijo Pacey.

“Ciertamente, cualquier enfoque 3D tendría que ser rápido, barato y automatizado para tener algún valor clínico”, dijo. “Pero independientemente de esto, este documento es ciertamente un paso en la dirección correcta”.

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