Luego de muchos años de intensa búsqueda, se ha logrado identificar una molécula que juega un importante rol en el proceso a partir del cual los espermatozoides buscan el óvulo para fecundarlo.

Sobre esto, un Zoólogo del Laboratorio de Biología Marina de la Universidad de Chicago, llamado F.R. Lillie, hace 100 años escribió:

“La unión del óvulo y el espermatozoide no es un proceso en el que el esperma penetra en función de sus propiedades mecánicas, sino uno en el que una reacción bioquímica peculiarmente íntima y específica juega el papel principal”.

Luego de un siglo, el Biólogo Celular U. Benjamin Kaupp, adscrito al Centro de Estudios Europeos Avanzados, en Alemania, quien tiene casi veinte años estudiante el proceso de reproducción de animales marinos en la antigua institución de Lillie, finalmente ha sido capaz de estudiar esta reacción bioquímica.

Cuando Lillie estudió el fenómeno bioquímico, durante el año de 1912, fue uno de los primeros científicos en interesarse por lo que se conoce como el proceso de quimiotaxis de la esperma, es decir, el proceso a partir del cual los espermatozoides se dirigen hacia el óvulo gracias a la liberación de un estímulo químico del ovocito.

En la actualidad, este descubrimiento se logró gracias al estudio del proceso de reproducción de los erizos de mar. Específicamente, se sabe que los erizos de mar emiten un químico atrayente que se difunde en el agua cuando es liberado el óvulo, formando un gradiente de concentración.

Entonces, los espermatozoides liberados en el agua por los erizos de mar circundantes perciben este gradiente y nadan hacia  concentraciones cada vez mayores del químico hasta alcanzar el ovocito y fecundarlo.

Previamente se había observado que una sola molécula de este químico atrayente, entre miles de millones de moléculas de agua, es todo lo que se necesita para que los espermatozoides se enfrasquen en la búsqueda del óvulo.

Más allá de todo esto, de acuerdo a los investigadores, el proceso a partir del cual los espermatozoides son capaces de descubrir cuál es el camino correcto hacia el óvulo, es fascinante. Sobre esto, Kaupp plantea:

“Al usar información sobre el gradiente químico, hacen cálculos respecto a la dirección en la que deben nadar; los espermatozoides cuentan las moléculas durante un tiempo determinado, integran la información y luego responden cambiando su ruta de nado”.

Así, se sabía que los cambios en el pH intracelular eran un elemento importante en este proceso, sin embargo, los mecanismos subyacentes a este, no habían sido clarificados.

Al respecto, los científicos descubrieron que cuando los espermatozoides entran en contacto con el químico, una molécula del agente quimiotáctico se une a un receptor en el flagelo del esperma, generando una serie de señalizaciones a partir de las cuales los iones de calcio entran en el espermatozoide.

Al ocurrir esto, las reacciones de calcio cambian los movimientos del flagelo, por lo que la cola del espermatozoide empieza a funcionar como un timón que dirige la célula hasta concentraciones mayores del gradiente químico.

En este sentido, Kaupp, junto al equipo de investigadores, identificaron la molécula que favorece el intercambio de calcio, denominándola SpSLC9C1, lo que representa una especie de quimera filogenética, pues tiene una forma única de permitir que los iones de sodio fluyan hacia el espermatozoide, en tanto los protones se mueven.

De esta forma, la molécula SpSLC9C1 regula el nivel de alcalinidad en los espermatozoides, lo que influye sobre el funcionamiento del flagelo, permitiéndoles alcanzar el óvulo y fertilizarlo.

Finalmente, los investigadores concluyen que el descubrimiento pudiese tener implicaciones en torno a la fertilidad humana, especialmente en relación al abordaje de la infertilidad masculina.

Referencia: The solute carrier SLC9C1 is a Na+/H+-exchanger gated by an S4-type voltage-sensor and cyclic-nucleotide binding, (2018). https://doi.org/10.1038/s41467-018-05253-x