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Por el profesor Allan Pacey BSc, PhD, FRCOG – University of Sheffield

Para que la concepción tenga éxito, los espermatozoides deben realizar el viaje más extraordinario a través de los cuerpos de hombres y mujeres. Se trata de un viaje que los científicos sólo han podido comprender en detalle recientemente, aunque se hacen nuevos descubrimientos constantemente. Este artículo expone nuestros conocimientos actuales y explica lo que hace que un esperma sea ganador, pero también por qué la mayoría de los espermatozoides nunca llegan a hacerlo.

El viaje de los espermatozoides comienza dentro de los testículos. Los varones comienzan a producir esperma al inicio de la pubertad, alrededor de los 12 o 13 años. Es un proceso que requiere una temperatura algo más fría, por lo que los testículos cuelgan fuera del cuerpo de los hombres. Tampoco es un proceso rápido: la producción de esperma dura unos 70 días. La cantidad exacta de espermatozoides que salen de la línea de producción también es fundamental para determinar la fertilidad de cada hombre.

En términos sencillos, cuanto más grandes sean los testículos de un hombre, mayor será el número de espermatozoides producidos por unidad de tiempo. Esto se debe a que en el interior de los testículos más grandes hay más células precursoras de los espermatozoides (llamadas espermatogonias) que se dividen y multiplican y pasan a producir nuevos espermatozoides. Además, hay más de los intrincados laberintos de tubos y células nodrizas que son fundamentales para la producción de esperma. Sencillamente, cuanto más grande sea la fábrica, mayor será la cantidad de esperma producida.

Alrededor de 1.000 espermatozoides salen de la línea de producción con cada latido

En un varón fértil típico, alrededor de 1.000 espermatozoides salen de la línea de producción con cada latido. Sin embargo, antes de que estén listos para ser liberados, los espermatozoides pasan primero una semana más o menos por un tubo largo y sinuoso llamado epidídimo. Aquí se les dan los últimos retoques, incluidas las modificaciones de las moléculas de su superficie que, en última instancia, ayudarán cuando lleguen al óvulo. Además, también hay algunos «retoques» en la maquinaria de la cola que les ayudarán a nadar mejor cuando llegue el momento.

Una vez que los espermatozoides salen del epidídimo, pueden permanecer vivos, sanos e inmóviles durante varias semanas en el cuerpo del hombre sin ser liberados. Los hombres tienen la capacidad de almacenar muchos miles de millones de espermatozoides, pero si se almacenan durante demasiado tiempo, pueden empezar a degenerar y morir. Se trata de un proceso natural diseñado para deshacerse de los espermatozoides viejos. Sin embargo, si la eyaculación no se produce con frecuencia, los espermatozoides viejos que se degeneran pueden dañar a los nuevos que salen del epidídimo. Por lo tanto, los científicos recomiendan que los hombres eyaculen cada dos o tres días para mantener el depósito de esperma en condiciones óptimas.

Cuando finalmente se produce la eyaculación, unos 250 millones de los espermatozoides almacenados son impulsados por contracciones musculares a través de un conducto llamado conducto deferente y luego hacia el conducto que baja por el pene (la uretra) y que finalmente conduce al mundo exterior. Son las contracciones musculares las que contribuyen a la sensación de orgasmo que los hombres experimentan durante el coito. Normalmente, en el momento del orgasmo salen varios chorros de líquido del extremo del pene. La mayoría de los espermatozoides se encuentran en el primer chorro, mientras que el segundo y el tercero contienen líquido procedente de la glándula prostática y otras estructuras llamadas vesículas seminales. Es ahora cuando los espermatozoides comienzan a nadar por primera vez.

Una vez dentro de la vagina, los espermatozoides deben escapar rápidamente si quieren sobrevivir. Tal vez sea sorprendente que el entorno de la vagina sea bastante ácido. Se trata de un importante mecanismo de defensa para proteger el cuerpo de la mujer del ataque de bacterias y virus en la vida cotidiana. Sin embargo, tras el coito, estos ácidos también matarían rápidamente a los espermatozoides si los fluidos de la próstata y las vesículas seminales no les dieran cierta protección.

Por lo tanto, en esos pocos minutos inmediatamente posteriores a la eyaculación son los espermatozoides más rápidos, más sanos o simplemente más afortunados los que tienen tiempo suficiente para nadar fuera de la vagina y llegar a la relativa seguridad del cuello uterino. Los espermatozoides lentos, deformes o con mala suerte se quedan en la vagina y mueren rápidamente. El cuello del útero de la mujer actúa como un filtro increíble y es fácil ver cómo los hombres que producen muy pocos «espermatozoides que penetran en el moco» pueden tener dificultades para dejar embarazada a su pareja y, por lo tanto, pueden sufrir infertilidad como consecuencia.

Sólo 1 de cada 100 espermatozoides eyaculados en la vagina llegará a la relativa seguridad del cuello uterino

Como regla general, los científicos piensan que sólo 1 de cada 100 espermatozoides eyaculados en la vagina llegará a la relativa seguridad del cuello uterino. Sin embargo, para complicar las cosas, esto también dependerá del perfil hormonal de la mujer y de lo cerca que esté de liberar un óvulo de sus ovarios. Sólo en los días inmediatamente anteriores a la ovulación, el moco cervical de la mujer permite la entrada de los espermatozoides. Fuera de esta ventana fértil, incluso a los espermatozoides más fuertes y rápidos les resultará imposible entrar en el interior.

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Entrar en el cuello del útero es, sin embargo, sólo el comienzo del viaje de los espermatozoides por el cuerpo de la mujer. El siguiente paso es atravesar el útero y llegar a una de las trompas de Falopio. Aunque se trata de un viaje de sólo unos 10 ó 12 centímetros, hay una serie de peligros en el camino.

El primer obstáculo para los espermatozoides que entran con éxito en el útero es si deben ir a la izquierda o a la derecha. Esto se debe a que la mujer tiene dos trompas de Falopio (una a cada lado), pero como sólo uno de sus ovarios liberará un óvulo en un mes determinado, los espermatozoides deben nadar hacia la derecha. Si bajan por una trompa de Falopio hacia un ovario que no va a liberar un óvulo, será un viaje inútil. Afortunadamente, para aumentar las probabilidades de que los espermatozoides acierten, el cuerpo de la mujer acude al rescate.

Brevemente, a medida que el óvulo se acerca a ser liberado del ovario, algunas de las hormonas que se producen para ayudar al crecimiento del óvulo también entran en el torrente sanguíneo de la mujer. Estas desencadenan que los músculos de la pared de la matriz más cercana empiecen a contraerse rítmicamente hacia arriba, moviendo lentamente los espermatozoides con suavidad hacia la entrada de la trompa de Falopio del mismo lado. Como los músculos del otro lado (en el que no está creciendo un óvulo) reciben menos hormonas, no se contraen tanto, lo que significa que los espermatozoides generalmente no van en esa dirección.

Sin embargo, llegar a la apertura de una de las trompas de Falopio de la mujer, en el lado de su cuerpo del que está a punto de aparecer el óvulo, es sólo una parte del viaje. Aquí el cuerpo de la mujer tiene otro as bajo la manga. Aunque la entrada a la trompa de Falopio es una abertura diminuta de sólo unas pocas cabezas de esperma, actúa como una válvula que sólo deja entrar a determinados espermatozoides. Esto también significa que el cuerpo de la mujer está seleccionando los espermatozoides para asegurarse de que sólo los mejores se acerquen al óvulo.

Los científicos creen que los espermatozoides son seleccionados para entrar en las trompas de Falopio de dos maneras. En primer lugar, algunos experimentos han demostrado que si los espermatozoides nadan de forma demasiado errática no pueden entrar. Los espermatozoides que nadan así se acercan al final de su vida, por lo que quizá se les excluye porque no vivirán lo suficiente para encontrar un óvulo. En segundo lugar, hay pruebas de que los espermatozoides con ciertas moléculas en su superficie tampoco pueden entrar en la trompa de Falopio. No está claro cómo funciona esto, pero de nuevo demuestra que no cualquier espermatozoide puede completar el viaje. De los muchos millones de espermatozoides que se eyaculan en la vagina, ¡sólo unos cien llegan hasta aquí!

Una vez dentro de las trompas de Falopio, los espermatozoides se encuentran en un lugar relativamente seguro en comparación con el resto de su viaje hasta ahora. Aquí el cuerpo femenino les ayuda a sobrevivir y a mantenerse en un estado saludable hasta que el óvulo esté listo para ser liberado. Por ejemplo, varios estudios de investigación sugieren ahora que, dentro de las trompas de Falopio, los espermatozoides tienden a adherirse a las paredes interiores por la punta de su cabeza. Los estudios han demostrado que los espermatozoides que se adhieren tienden a vivir más tiempo y a tener un ADN de mejor calidad en sus cabezas que los espermatozoides que no lo hacen.

Algunos científicos creen que cuando los espermatozoides se adhieren y se pegan a las paredes laterales de la trompa de Falopio, esto da al cuerpo de la mujer una señal para decir que los espermatozoides han llegado finalmente. Otros han sugerido que una vez que los espermatozoides se adhieren, las células que recubren el interior de la trompa de Falopio producen nuevas moléculas que, en última instancia, pueden ayudar a la fecundación o al desarrollo del embrión. Aunque es difícil saberlo con seguridad, una cosa está clara: para que los espermatozoides puedan fecundar un óvulo deben liberarse de las paredes laterales en cuanto éste aparezca.

No está claro cuánto tiempo pueden permanecer los espermatozoides pegados a las paredes laterales de la trompa de Falopio. Pero para alejarse, aumentan el ritmo de su cola para darles un empuje extra. Este tipo de natación se denomina hiperactivación y es muy importante en estas etapas finales del viaje de los espermatozoides.

Una vez libres de las paredes laterales, los espermatozoides tienen que bajar por la trompa de Falopio en dirección al ovario para encontrar un óvulo que llegará en breve en la otra dirección. El modo en que lo hacen no está del todo claro, pero probablemente implica uno o los dos mecanismos siguientes:

En primer lugar, en el interior de la trompa de Falopio se produce probablemente un sutil cambio de temperatura una vez que el óvulo es liberado del ovario. Los experimentos en el laboratorio sugieren que los espermatozoides son «positivamente termotácticos», lo que significa que nadan preferentemente hacia un lugar más cálido. Se ha sugerido que después de la ovulación hay uno o dos grados centígrados más de temperatura en el centro de la trompa de Falopio (donde finalmente llegará el óvulo), por lo que los espermatozoides se dirigirán de forma natural hacia allí.

En segundo lugar, también se ha sugerido que los espermatozoides son capaces de detectar sutiles señales químicas, bien emitidas por el óvulo una vez que se libera del ovario o que se liberan del ovario al mismo tiempo que el óvulo (quizás en el líquido que baña al óvulo en crecimiento). La respuesta de los espermatozoides a estas señales se denomina quimiotaxis y, de ser cierta, será un poderoso atrayente para guiar a los espermatozoides hacia el óvulo.

¡Probablemente sólo media docena de espermatozoides lleguen tan lejos!

De cualquier manera, uno de estos mecanismos, o ambos, servirán para asegurarse de que haya unos cuantos espermatozoides presentes en medio de la trompa de Falopio a tiempo para que aparezca el óvulo. Esto es importante porque, en comparación con los espermatozoides, el óvulo sólo tiene una vida limitada y, una vez liberado del ovario, tendrá que ser fecundado en pocas horas para que se produzca la concepción. Por lo tanto, es fundamental que los espermatozoides lleguen al lugar adecuado de la trompa de Falopio antes de que llegue el óvulo. Sin embargo, es probable que sólo media docena de espermatozoides lleguen tan lejos

En comparación con los espermatozoides, el óvulo es una célula bastante grande, la mayor del cuerpo humano. Además, sale del ovario rodeado de una nube de células llamada cúmulo, a través de la cual los espermatozoides deben penetrar primero antes de poder alcanzar la superficie del óvulo y entrar en contacto con ella. Para ayudar a los espermatozoides a atravesar el cúmulo, los espermatozoides deben volver a utilizar el estilo de natación errático y frenético (hiperactivación) que utilizaron para alejarse de las paredes laterales de la trompa de Falopio.

En este punto del viaje de los espermatozoides quizá sólo haya uno o dos espermatozoides cerca del óvulo y con alguna posibilidad de fecundarlo. Sin embargo, al espermatozoide que tiene éxito le queda un obstáculo más: cómo entrar en el óvulo una vez que llega a la superficie del mismo. Hasta cierto punto, el latido de la cola hiperactivada que ayudó a los espermatozoides a liberarse de las paredes laterales de la trompa de Falopio y a atravesar la nube de células del cúmulo también ayudará aquí. Pero para obtener una ayuda adicional hay una bolsa de enzimas en la parte superior de la cabeza del espermatozoide que estalla una vez que el espermatozoide ganador entra en contacto con la superficie exterior del óvulo.

Las enzimas ayudan a disolver la membrana exterior del óvulo y, en combinación con los potentes golpes de la cola, ayudan al espermatozoide a penetrar en el óvulo y entrar en él. Una vez conseguido esto, se produce una reacción química inmediata en el interior del óvulo que endurece repentinamente la membrana del mismo e impide que otros espermatozoides lo sigan. Si dos espermatozoides fecundaran el óvulo, éste contendría demasiados cromosomas y en la confusión resultante no se produciría el desarrollo del embrión.

En las horas siguientes la cola del espermatozoide se desprende (se queda fuera) y los cromosomas del interior de la cabeza del espermatozoide se separan y se alinean con los del óvulo para iniciar el proceso de formación de un nuevo individuo. En este momento el viaje del espermatozoide ha terminado, pero el viaje del embrión no ha hecho más que empezar.

Mira cómo se desarrolla la carrera de los espermatozoides ganadores en nuestra infografía

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