La motilidad de los espermatozoides describe la capacidad de los espermatozoides para moverse correctamente a través del tracto reproductivo femenino ( fertilización interna ) o mediante el agua ( fertilización externa ) para llegar al óvulo . La motilidad de los espermatozoides también se puede considerar como la calidad , que es un factor en la concepción exitosa ; los espermatozoides que no "nadan" correctamente no llegarán al óvulo para fertilizarlo . La motilidad de los espermatozoides en los mamíferos también facilita el paso de los espermatozoides a través del cumulus oophorus (una capa de células) y la zona pelúcida (una capa de matriz extracelular ), que rodean al mamífero.ovocito .
En el ratón de madera Apodemus sylvaticus , los espermatozoides se agregan en 'trenes' que son más capaces de fertilizar los óvulos porque son más capaces de navegar por el ambiente viscoso del tracto reproductivo femenino. Los trenes se mueven en un movimiento sinusoidal.
La motilidad de los espermatozoides también se ve afectada por ciertos factores liberados por los óvulos. [1]
El movimiento de los espermatozoides se activa por cambios en la concentración de iones intracelulares. [2] Los cambios en la concentración de iones que provocan la motilidad son diferentes entre especies. En invertebrados marinos y erizos de mar , el aumento del pH a aproximadamente 7,2 a 7,6 activa la ATPasa, lo que conduce a una disminución del potasio intracelular y, por lo tanto, induce la hiperpolarización de la membrana . Como resultado, se activa el movimiento de los espermatozoides. [3] El cambio en el volumen celular que altera la concentración de iones intracelulares también puede contribuir a la activación de la motilidad de los espermatozoides. En algunos mamíferos , la motilidad de los espermatozoides se activa mediante el aumento del pH, el ión calcio y el AMPc , pero se suprime por el pH bajo en el epidídimo .
La cola de los espermatozoides, el flagelo , confiere motilidad a los espermatozoides y tiene tres componentes principales:
- un esqueleto central construido de 11 microtúbulos denominados colectivamente axonema y similar a la estructura equivalente que se encuentra en los cilios
- una fina membrana celular que cubre el axonema
- mitocondrias dispuestas en espiral alrededor del axonema en la pieza central,
El movimiento hacia adelante y hacia atrás de la cola es el resultado de un movimiento de deslizamiento longitudinal rítmico entre los túbulos anterior y posterior que forman el axonema. La energía para este proceso es suministrada por el ATP producido por las mitocondrias. La velocidad de un espermatozoide en medio líquido suele ser de 1 a 4 mm / min. Esto permite que los espermatozoides se muevan hacia un óvulo para fertilizarlo.
En los mamíferos, los espermatozoides maduran funcionalmente a través de un proceso que se conoce como capacitación . Cuando los espermatozoides alcanzan el oviducto ístmico , se ha informado que su motilidad se reduce a medida que se adhieren al epitelio. Cerca del momento de la ovulación, se produce una hiperactivación. Durante este proceso, los flagelos se mueven con gran curvatura y longitud de onda larga. [4] La hiperactivación es iniciada por calcio extracelular; sin embargo, se desconocen los factores que regulan el nivel de calcio. [5]
Sin la intervención tecnológica, un espermatozoide inmóvil o anormalmente móvil no se fertilizará. Por lo tanto, la fracción de una población de espermatozoides que es móvil se usa ampliamente como medida de la calidad del semen. La motilidad insuficiente de los espermatozoides es una causa común de subfertilidad o infertilidad . Hay varias medidas disponibles para mejorar la calidad del esperma.
Movimiento axoneme
La motilidad de los espermatozoides depende de varias vías metabólicas y mecanismos reguladores.
El movimiento de flexión axoneal se basa en el deslizamiento activo de los microtúbulos del doblete axonemal por el motor molecular dineína, que se divide en un brazo externo y otro interno. El brazo externo y el interno juegan diferentes roles en la producción y regulación de la motilidad flagelar: el brazo externo aumenta la frecuencia del latido, el brazo interno está involucrado en la propulsión y propagación de la flexión flagelar. La flexión del flagelo se debe a los ciclos posteriores de unión del brazo de dineína, generación de fuerza y desprendimiento de la subunidad B. La unión del axonema es el resultado de la presencia de una resistencia al deslizamiento de los microtúbulos generada por la dineína.
Las dineínas de los dos lados del aparato de par central están reguladas de forma opuesta por un juego de activación / desactivación realizado por el aparato de par radial-radio-central, que regula la flexión flagelar. La motilidad de los espermatozoides está regulada por varias vías y las más importantes son la vía del calcio y la vía de la PKA. Estas vías involucran iones, adenilil ciclasa, cAMP, canales de membrana y fosforilaciones.
El primer evento es la activación de un cotransportador de Na + / HCO3 - (NBC) y la regulación de HCO3 - / Cl - por los transportadores SLC26, que conducen a un aumento de los niveles de HCO3 - .
El segundo evento es la activación de un intercambiador de Na + / H + y del canal de protones Hv-1, que conduce a un aumento de los niveles de pH.
Estos aumento de HCO3 - los niveles de pH y llevar a la activación del canal CatSper, un canal específico de calcio de membrana de esperma. CatSperm también puede ser activado por progesterona y albumina. CatSper, una vez activado, abre y deja libre la entrada de calcio al interior de la célula, con un aumento global de los niveles intracelulares de calcio.
Juntos, el aumento de HCO3 - , pH y calcio conduce a la activación de una adenilil ciclasa soluble (SAC o SACY), que aumenta la producción de cAMP y lleva a la activación de PKA, una proteína quinasa que fosforila varias tirosina quinasas y conduce a una cascada de fosforilación que termina con la fosforilación de la dineína axonemal y el inicio del movimiento flagelar. [6]
Daño al ADN de los espermatozoides
El daño al ADN del esperma es común en hombres infértiles . [7] Aproximadamente el 31% de los hombres con defectos de motilidad de los espermatozoides tienen niveles altos de fragmentación del ADN de los espermatozoides . [8]
Clasificaciones de motilidad
- Movimiento recto
- Movimiento en zig-zag,
- Vibrante
- Inmóvil
Referencias
- ^ Pluma, AT, Garbers, LD (2002). "Activación y quimioatracción de la motilidad de los espermatozoides". En Daniel M. Hardy (ed.). Fertilización . Carlifornia: Prensa académica. pag. 29. ISBN 978-0-12-311629-1.CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
- ^ Blomberg Jensen M: vitamina D y reproducción masculina. Nature Reviews Endocrinology 10, 175–186 (2014) doi : 10.1038 / nrendo.2013.262
- ^ Darszon, A., labarca, P., Nishigaki, T. y Espinosa, F. (1999). Canales iónicos en la fisiología del esperma. Physiol. Rev 79 , 481-510
- ^ Mortimer, D., Aitken, RJ, Mortimer, ST y Pacey, AA (1995). Informe del taller: CASA clínica-la búsqueda del consenso. Reprod. Fertilizar. Dev 7 , 951–959
- ^ Yanagimachi, R. (1994). Fertilización de mamíferos. En "The Physiology of Reproduction" (E. Knobil y JD Neill, eds.), Págs. 189-317. Raven Press, Nueva York
- ^ Sun, Xiang-hong; Zhu, Ying-ying; Wang, Lin; Liu, Hong-ling; Ling, Yong; Li, Zong-li; Sol, Li-bo (15 de agosto de 2017). "El canal Catsper y sus roles en la fertilidad masculina: una revisión sistemática" . Biología reproductiva y endocrinología . 15 (1): 65. doi : 10.1186 / s12958-017-0281-2 . ISSN 1477-7827 . PMC 5558725 . PMID 28810916 .
- ^ Simon L, Lutton D, McManus J, Lewis SE (2011). "Daño del ADN del esperma medido por el ensayo Comet alcalino como un predictor independiente de la infertilidad masculina y el éxito de la fertilización in vitro". Fertilizar. Esteril . 95 (2): 652–7. doi : 10.1016 / j.fertnstert.2010.08.019 . PMID 20864101 .
- ^ Belloc S, Benkhalifa M, Cohen-Bacrie M, Dalleac A, Chahine H, Amar E, Zini A (2014). "Qué anomalía aislada de los espermatozoides está más relacionada con el daño del ADN del esperma en los hombres que se presentan para la evaluación de la infertilidad" . J. Assist. Reprod. Genet . 31 (5): 527–32. doi : 10.1007 / s10815-014-0194-3 . PMC 4016368 . PMID 24566945 .
enlaces externos
- Motilidad de los espermatozoides, Universidad Estatal de Colorado
- Análisis de semen: cómo interpretar un informe de análisis de semen, Malpani Infertility Clinic
- Análisis de recuento de espermatozoides