Durante más de tres siglos, los científicos han creído que los espermatozoides humanos nadan agitando sus colas en un movimiento simétrico de lado a lado. Pero de acuerdo a los resultados de un reciente estudio, esa noción se fundamenta al hecho de que esas observaciones fueron realizadas con microscopios bidimensionales (2D).

Utilizando microscopía tridimensional (3D) de última generación, un dispositivo piezoeléctrico y cálculos matemáticos, los investigadores de la Universidad de Bristol y la Universidad Autónoma de México, descubrieron cómo realmente se mueven los espermatozoides: giran, con un movimiento asimétrico torpe.

Mejor visión

Para llegar a sus conclusiones, el equipo de investigación utilizó una cámara de alta velocidad capaz de grabar más de 55.000 cuadros por segundo, y un microscopio con un dispositivo piezoeléctrico que movió la muestra de esperma hacia arriba y hacia abajo.

La cámara permaneció fija en un punto focal, mientras que el dispositivo piezoeléctrico oscilaba en dirección vertical a una velocidad de 3.640 µm / segundo, que es más rápido que el movimiento de los espermatozoides. A esa velocidad, la cola del esperma parece no moverse, lo que permite al sistema reunir una pila de imágenes 3D en cada momento. Luego, los científicos dieron sentido a los datos utilizando las matemáticas.

Desde una perspectiva 2D, las colas de esperma parecen estar balanceándose de un lado a otro, como anguilas en el agua.

Este trabajo reveló que la cola del esperma es “torpe”. Las colas no se mueven como un látigo, de lado a lado, sino que sólo pueden latir en una dirección.

Lo que impide que los espermatozoides naden en círculos es el hecho de que ruedan a medida que nadan, de tal manera que el movimiento del lado del bucle se promedia, permitiendo el movimiento hacia adelante. En otras palabras, los espermatozoides crean simetría a partir de la asimetría.

Nuevo conocimiento

El que esta observación haya escapado pasado desapercibida a la mirada científica se debe a que los sistemas de análisis de semen asistidos por computadora usan vistas 2D para observar el movimiento de los espermatozoides. Desde esa perspectiva, las colas de esperma parecen estar balanceándose de un lado a otro, como anguilas en el agua.

La forma en que se mueve el esperma se llama precesión, lo que significa que gira alrededor de un eje, pero ese eje de rotación está cambiando.

En términos técnicos, la forma en que se mueve el esperma se llama precesión. Los planetas hacen esto en sus viajes de rotación alrededor del sol, pero un ejemplo más familiar podría ser un trompo, que se tambalea y baila alrededor del suelo mientras gira en su punta.

La motilidad –capacidad de moverse– de la esperma es una de las medidas clave de la fertilidad que los doctores consideran cuando evalúan la fertilidad masculina. El giro de la cabeza del espermatozoide no se considera actualmente en ninguna de estas métricas, pero es posible que un estudio más profundo pueda revelar ciertos defectos que interrumpen esta rotación, y por lo tanto bloquear el movimiento del espermatozoide.

Los autores del estudio señalan que el nuevo conocimiento de la motilidad de los espermatozoides ciertamente afectará los estudios de fertilidad y otras investigaciones biológicas, pero también podría inspirar proyectos de ingeniería.

Referencia: Human sperm uses asymmetric and anisotropic flagellar controls to regulate swimming symmetry and cell steering. Sciences Advances, 2020. https://doi.org/10.1126/sciadv.aba5168