Los espermatozoides no avanzan moviendo la cola

Han pasado más de 340 años desde que Antonie van Leeuwenhoek, el padre de la microbiología y a quien debemos el descubrimiento de los espermatozoides, usó uno de los primeros microscopios de la historia para descubrir aquellos “animáculos” (como él denominaba), dotados de una «cola, que, al nadar, azota con un movimiento de serpiente, como anguilas en el agua». Hasta ahora la comunidad científica había dado por sentado que así era como se desplazaban los gametos masculinos, agitando la cola hasta alcanzar su objetivo. Sin embargo, un equipo multidisciplinar de investigadores de las Universidades de Bristol y Autónoma de México han llegado a una conclusión distinta: los espermatozoides no se mueven ‘como anguilas en el agua’, sino que se desplazan siguiendo un patrón algo más complejo, con movimientos repetitivos de la cabeza, siempre hacia un mismo lado y girando sobre sí mismos, como lo harían, por ejemplo, un grupo de nutrias juguetonas nadando en un pantano.

Para estudiar el verdadero movimiento de estas células sexuales, los doctores Hermes Gadelha, del deparatmento de Matemáticas aplicadas de la Universidad de Bristol, y Gabriel Cordiki y Alberto Darszon, de la Universidad Autónoma de México, se valieron de cálculos matemáticos y un microscopio en 3D de alta definición. Luego utilizaron una cámara capaz de grabar cerca de 55.000 fotogramas por segundo y dispusieron las muestras en dispositivo piezoeléctrico para mover las muestras arriba y abajo a una velocidad increíblemente alta.

En realidad, los espermatozoides se mueven solo hacia un lado

Las conclusiones del estudio, publicadas en la revista especializadaScience Advances, desvela que la cola de los espermatozoides está, de hecho, torcida, y solo se contornea hacia uno de los lados en un movimiento dirigido por la cabeza. Un comportamiento así debería resultar en un desplazamiento en círculos. Sin embargo, todos sabemos que las células sexuales avanzan sin freno hacia delante en busca de su objetivo: un óvulo al que fecundar. ¿Cómo lo consiguen?

«Los espermatozoides humanos se dan cuenta de que si ruedan mientras nadan, al igual que hacen las las nutrias juguetonas que hacen tirabuzones en el agua, su movimiento hacia un único lado se equilibraría, resultando de ello un desplazamiento hacia adelante», explica el Dr. Gadelha, del departamento de Ingeniería y Matemáticas de la Universidad de Bristol y experto el estudio matemático aplicado a la fertilidad.

De la asimetría a la simetría

«El giro rápido y altamente sincronizado de los espermatozoides es en realidad una ilusión óptica como resultado de los microscopios en 2D. Cuando utilizamos estos instrumentos, los gametos parecen moverse de forma simétrica, ‘como anguilas en el agua’, tal y como los describió Leeuwenhoek en el siglo XVII- apunta el científico- Sin embargo, nuestra investigación nos muestra que han desarrollado esta técnica natatoria para compensar sus movimientos unidireccionales. Vendría a ser como si lograsen crear simetría de la asimetría.

A pesar de su aparente complejidad, el movimiento de los espermatozoides responde a un principio bien conocido en la física: la precesión, un movimiento bamboleante, similar al de una peonza, que también se aprecia, por ejemplo, en la rotación del eje de la la Tierra alrededor de la vertical a la elíptica, lo que provoca un bamboleo oscilante en el movimiento de rotación de nuestro planeta.

“Durante mucho tiempo únicamente disponíamos de imágenes de microscopio en 2D -explica el investigador a National Geographic España-, con lo que no podíamos más que tener una fe ciega en aquello que veíamos”.

Actualmente, los dispositivos de última generación asistidos por ordenador -disponibles hoy tanto en clínicas de reproducción asistida como en el ámbito de la investigación- consiguen imágenes mucho más precisas que nos permiten esclarecer la morfología y el movimiento de organismos microscópicos.

“¿Por qué han ideado los espermatozoides esta técnica de locomoción? ¿Tiene alguna explicación evolutiva?”, preguntamos al experto. “Es como si preguntásemos: ¿podemos leer la mente de la naturaleza? -responde- Es algo difícil de responder. No estoy seguro, pero espero que este descubrimiento sirva de inspiración a la comunidad científica para que algún día tengamos una visión más completa de cómo tiene lugar la fecundación”.

Por el momento,según el investigador, el descubrimiento sobre el movimiento de los espermatozoides podría tener una finalidad práctica a corto plazo: desarrollar futuras herramientas de diagnóstico para identificar enfermedades del esperma, lo cual podría llevar a un análisis más detallado sobre las causas de la infertilidad masculina.