Espermatozoide
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Un espermatozoide es una célula haploide que constituye el gameto masculino en los animales. Los espermatozoides se forman en el interior de los testículos, específicamente dentro de los túbulos seminíferos. Las paredes de estos túbulos se encuentran tapizadas de espermatogonias, las cuales, por meiosis, se transforman en espermatozoides.
Los espermatozoides fueron descubiertos por Antoni van Leeuwenhoek en 1679.
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[editar] Estructura y tamaño del espermatozoide
Los espermatozoides están compuestos por:
- La cabeza, que contiene al pronúcleo [3] portador de la información genética, el acrosoma [1] contenedor de enzimas que degradan las paredes del óvulo y una pequeña cantidad de citoplasma, todo envuelto en una membrana plasmática [2] que lo une al cuerpo basal.
- El cuerpo basal, que posee una gran concentración de mitocondrias [4] que proveen de energía al espermatozoide mediante la producción de ATP.
- La cola o flagelo, que le proporciona movilidad.
En los seres humanos, los espermatozoides (o células espermáticas) consisten en una cabeza de 5-8 µm y una cola de 50 µm de longitud.
[editar] Producción de espermatozoides
Los espermatozoides se producen en los túbulos seminíferos de los testículos, en un proceso que se denomina espermatogénesis. Células redondas llamadas espermatogonias se dividen y diferencian hasta convertirse en espermatozoides.
[editar] Fisiología del espermatozoide
Durante la relación sexual los espermatozoides son depositados en la vagina, desde donde se dirigen a encontrarse con el óvulo producido por la mujer.
Los espermatozoides humanos miden unos sesenta micrómetros de longitud, con una cabeza aplanada en forma de cuña, como una plancha de surf en miniatura. Tienen que recorrer alrededor de mil veces su longitud para alcanzar el óvulo (equivalente a que un ser humano de 1,70 m nadara unos 1.700 m).
Durante por lo menos la mitad de esa distancia el espermatozoide tiene que nadar a través de un material con la consistencia de una gelatina ligera. Pero primero tiene que escapar del plasma seminal que lo ha llevado hasta el punto de largada de la carrera y luego abrirse paso al interior de la sustancia gelatinosa, llamada mucosidad cervical. La naturaleza ha conspirado para que ninguna de esas tareas sea fácil.
El primer obstáculo es el plasma seminal, muy perjudicial para la salud de los espermatozoides atrapados en él y que los matará a menos que escapen antes de veinte minutos. El semen queda untado en el fondo de la vagina, cerca de la entrada del cuello del útero, con un volumen medio de tres milímetros cúbicos. La distancia máxima que un espermatozoide necesita nadar para llegar a tocar la superficie de la mucosa vaginal es de unos nueve mm. La mayoría de los espermatozoides pueden nadar alrededor de tres mm / min en fluidos acuosos, por lo que en teoría tendrían que llegar a la superficie en alrededor de tres minutos.
Por desgracia para estos millones de optimistas espermatozoides, el plasma seminal, que viaja por el pene en forma líquida, cuaja de manera instantánea al emerger y se convierte en gelatina. Sólo los espermatozoides más afortunados o vigorosos conseguirán salir de esta gelatina. Si están lo bastante cerca unos de otros puede que hagan una exhibición de «natación sincronizada», un efecto hidrodinámico por el que las «olas» creadas por un espermatozoide afectan el movimiento de los que están muy cerca de él, de manera que acaban nadando al unísono. Es un fenómeno que se utiliza para evaluar la calidad del semen de toro.
[editar] Movilidad dentro del cuello del útero
Una vez que un espermatozoide ha entrado, otros le siguen. No nadan de aquí para allá en cualquier dirección que se les ocurra, sino que juegan a seguir al líder. Si varios espermatozoides han entrado inicialmente por diferentes lugares, el resultado son hileras viajando en carriles, con frecuencia a velocidades diferentes.
El tipo de mucosidad en que esto sucede se llama de manera evocadora «mucosidad autopista». Se trata de la mucosidad óptima, cuyas propiedades ofrecen al mayor número posible de espermatozoides la oportunidad de alcanzar el útero después de nadar unos tres cm.
No obstante, ¿cómo puede nadar un espermatozoide en esa sustancia gelatinosa? Sería imposible si los movimientos natatorios de los espermatozoides fueran reversibles (como los movimientos de un remo en un bote, o los de un nadador que nadara con los brazos rígidos) porque cualquier movimiento que impulsara al espermatozoide hacia adelante se vería contrarrestado inmediatamente por un movimiento contrario que lo llevaría de nuevo al punto de partida.
En un medio de baja viscosidad, el problema puede vencerse en parte haciendo que el movimiento impulsor sea más rápido en un sentido que en el otro, esto es haciendo retroceder los brazos muy rápidamente y luego haciéndolos avanzar lentamente. Pero si la viscosidad domina (como en el cuello del útero), esta táctica fracasa.
¿Cómo puede nadar un espermatozoide en esa sustancia gelatinosa? Algunos científicos piensan que la respuesta reside en la fina estructura de la mucosidad, que contiene largas moléculas en cadena llamadas mucopolisacáridos. Los mucopolisacáridos forman agrupaciones de unos 0,5 µm de diámetro (una décima parte del diámetro de la cabeza del espermatozoide), con canales acuosos intermedios por los que los espermatozoides pueden introducirse y nadar.
Otros autores piensan que la propia mucosidad se mueve. El golpeteo del flagelo (o cola) del espermatozoide entraría en resonancia con la frecuencia natural de los mucopolisacáridos (así como los soldados que cruzan un puente marcando el paso lo hacen oscilar de manera violenta) y las ondas rítmicas resultantes en la mucosidad llevan los espermatozoides hacia delante.
Otros científicos aún aseguran que el golpeteo rítmico de los kilocilios (los diminutos pelillos que recubren el cuello del útero) produce ondas que favorecen las migración de los espermatozoides.
Cuando la fuerza del arrastre viscoso domina cualquier intento de moverse, los espermatozoides se las arreglan para nadar en esas circunstancias utilizando la cola (o flagelo) como si fuera un remo flexible o un látigo.
Son necesarios entre diez y quince min para que el espermatozoide humano más rápido recorra nadando la longitud del canal cervical. En cambio unos cuantos espermatozoides lo consiguen mucho más rápidamente mediante un sistema llamado transporte rápido, que puede acarrear partículas inertes de uno al otro lado del canal cervical en sólo dos minutos. Nadie sabe cómo funciona ese sistema, pero los espermatozoides que se aprovechan de él no son tan afortunados como cabría esperar, porque esos quince minutos que sus compañeros más esforzados pasan dentro del cuello uterino es necesario para que experimenten algunos cambios químicos que les permitirán penetrar y fertilizar el óvulo.
[editar] Dentro del útero
Los espermatozoides que consiguen entrar en el útero todavía tienen que superar otros problemas. El primero es la presencia de leucocitos o glóbulos blancos, encargados de rastrear y destruir células y otras sustancias extrañas que no reconocen como «propias».
De los varios cientos de millones de espermatozoides que fueron depositados en la vagina, ya sólo quedan unos pocos centenares. La mayoría de ellos han logrado atravesar el útero cabalgando las olas uterinas, inducidas por las prostaglandinas del plasma seminal. Parece que las olas se dirigen hacia los oviductos (que se encuentran dentro de ambas trompas de Falopio) pero también hacia el cuello uterino (de vuelta hacia afuera), así que el espermatozoide debe elegir la ola correcta.
Una vez en la trompa de Falopio, los espermatozoides comienzan a empujarse unos a otros, como adolescentes en una esquina, esperando a que llegue el óvulo. Cuando lo hace, está recubierto de maquillaje, una capa de gelatina tan espesa que exige el máximo esfuerzo de los espermatozoides para poder penetrarla.
El procedimiento es complicado y entraña la acción enzimática y cambios bioquímicos y estructurales. A grandes rasgos, primero el espermatozoide tiene que perforar la capa celular externa (llamada cúmulos oóforos) para lo cual utiliza una combinación de movimiento mecánico y disolución química.
Una vez que la ha atravezado, el espermatozoide se encuentra con una capa interior rígida, la zona pelúcida, donde la corona del espermatozoide que actuaba como taladro se desecha (mediante una complicada reacción llamada reacción del acrosoma.
Ahora el espermatozoide tiene que abrirse paso a través de la zona en un estado más o menos desnudo. Lo hace utilizando el movimiento asimétrico de la cola para hacer oscilar la cabeza en forma de pala hacia delante y hacia atrás, generando la suficiente fuerza para romper los lazos moleculares individuales a medida que la cabeza hace palanca y se abre paso.
Finalmente, el espermatozoide alcanza un espacio llamado espacio perivitelino, donde la fina membrana que lo rodea entra en contacto con la membrana que rodea al óvulo (oolemma). Las dos membranas se fusionan y el espermatozoide entero, con su cabeza que transporta el ADN, es engullido por el óvulo.
El espermatozoide campeón es como un caballero de la antigüedad que, después de escalar las bien defendidas murallas, consigue llegar hasta la doncella que hay en el interior.
Y —al igual que cualquier caballero cauto— el espermatozoide toma la precaución de cerrar la puerta por dentro tan pronto como ha pasado, liberando una andanada de calcio que altera irreversiblemente la membrana del óvulo para que no pueda entrar ningún otro espermatozoide mientras el ganador está combinando su ADN con el del núcleo del óvulo.
Una nueva vida acaba de empezar. Quizá no sea más que la teoría darwiniana de la evolución, que dicta que el espermatozoide con el máximo dominio de la física sea el que tiene más posiblidades de iniciar una vida.
[editar] Enlaces externos
- Nature.com («La vida secreta del espermatozoide», artículo de la revista Nature).
