Fin de una creencia de 300 años: los espermatozoides humanos no nadan moviendo la cola.

Un avance en la ciencia de la fertilidad por parte de investigadores de Bristol y México ha destrozado la visión universalmente aceptada de cómo los espermatozoides «nadan».

Más de trescientos años después de que Antonie van Leeuwenhoek usara uno de los primeros microscopios para describir el esperma humano como si tuviera una «cola que, cuando nada, azota con un movimiento de serpiente, como anguilas en el agua», los científicos han revelado que se trata de una ilusión óptica.

Usando microscopía 3D y matemáticas de última generación, el Dr. Hermes Gadêlha de la Universidad de Bristol, el Dr. Gabriel Corkidi y el Dr. Alberto Darszon de la Universidad Nacional Autónoma de México, trabajaron para reconstruir el movimiento de la cola del espermatozoide en 3D con alta precisión.

Utilizando una cámara de alta velocidad capaz de grabar más de 8000 fotogramas en un segundo y una platina de microscopio con un dispositivo piezoeléctrico para mover la muestra hacia arriba y hacia abajo a una velocidad increíblemente alta, pudieron escanear los espermatozoides nadando libremente en 3D.

El innovador estudio, publicado en la revista Science Advances, revela que la cola del esperma es de hecho torpe y solo se mueve, por un lado. Si bien esto debería significar que el golpe unilateral del espermatozoide lo haría nadar en círculos, los espermatozoides han encontrado una forma inteligente de adaptarse y nadar hacia adelante.

“Los espermatozoides humanos ruedan mientras nadan, como nutrias juguetonas que se deslizan en el agua para nadar hacia adelante”, dijo el Dr. Gadelha, jefe del Laboratorio de Polímatas en el Departamento de Ingeniería Matemática de Bristol y experto en las matemáticas de la fertilidad.

«Sin embargo, el giro del esperma humano, similar al de una nutria, es complejo: el giro rápido y altamente sincronizado de los espermatozoides hace que la cola gire en la dirección de natación, perforando el líquido con ondas helicoidales».

“La línea central de la cola 3D muestra ondas viajeras de cambios en la quiralidad, conocidas en matemáticas como perversión. Esto es similar a los cambios en la dirección en espiral que vemos en los zarcillos de las plantas. Ahora sabemos que estas ondas de perversión están correlacionadas con el movimiento giratorio de la cabeza del espermatozoide”.

Los sistemas de análisis de semen asistidos por computadora que se usan hoy en día, tanto en clínicas como para investigación, todavía usan vistas 2D para observar el movimiento de los espermatozoides. 

Ahora podemos ver que las proyecciones 2D de la natación de los espermatozoides pueden introducir imprecisiones en la forma en que vemos el movimiento de la cola. El uso novedoso de la tecnología del microscopio 3D combinado con las matemáticas puede proporcionar nuevas vías para descubrir los secretos de la natación del esperma humano.

«Con más de la mitad de la infertilidad causada por factores masculinos, comprender cómo se mueve la cola del esperma humano es fundamental para desarrollar futuras herramientas de diagnóstico para identificar el esperma no saludable», agrega el Dr. Gadelha.

«Este descubrimiento revolucionará nuestra comprensión de la motilidad de los espermatozoides y su impacto en la fertilización natural. Se sabe muy poco sobre el intrincado entorno dentro del tracto reproductivo femenino y cómo la natación de espermatozoides afecta la fertilización. Estas nuevas herramientas nos abren los ojos a las increíbles capacidades que tienen los espermatozoides», señala el Dr. Darszon.

Referencia: Hermes Gadêlha, Paul Hernández-Herrera, Fernando Montoya, et al. «Human sperm uses asymmetric and anisotropic flagellar controls to regulate swimming symmetry and cell steering». Science Advances, 19 May 2021.

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