Espermatozoide

Espermatozoide fecundando a un óvulo.

Un espermatozoide (del griego esperma, semilla, y zoon, animal) es una célula haploide que constituye el gameto masculino de los animales, y su función es la formación de un cigoto totipotente al fusionarse su núcleo con el del gameto femenino, fenómeno que dará lugar, posteriormente, al embrión y al feto. En la fecundación humana, los espermatozoides dan el sexo a la nueva celula diploide, pues pueden llevar cromosoma sexual x o y, mientras que el óvulo lleva sólo el cromosoma x. Fueron identificados por primera vez en 1679 por Antoni van Leeuwenhoek, inventor de los primeros microscopios potentes. Posteriormente, en 1697, Nicolás Hartsocker propuso la teoría del homúnculo, que consistía en la presencia dentro del espermatozoide de un hombre microscópico con una cabeza de gran tamaño. Evidentemente, hoy en día sabemos que esto no es así.

Espermatogénesis

Los espermatozoides se forman en el interior de los túbulos seminíferos de los testiculos, en un proceso que se denomina espermatogénesis. Las paredes de estos túbulos se encuentran tapizadas de espermatogonias, las cuales se dividen primero mitóticamente y luego por meiosis para originar las células haploides, llamadas espermátidas o espermátides, que, por diferenciación (espermiogénesis), se convierten finalmente en espermatozoides.

Estructura del espermatozoide humano

Espermatozoides en movimiento (filmados con un microscopio óptico X 1024).

Los espermatozoides en el ser humano son de forma piriforme, sólo sobreviven en un medio ambiente cálido y son las únicas en poseer flagelo; esto le ayuda a ser una célula con alta movilidad, capaz de nadar libremente. Se componen principalmente de dos partes: una cabeza y su flagelo, pero dentro de ellas podemos distinguir varias estructuras, las cuales, en orden cefálico-caudal (de la cabeza a la cola, es decir, de arriba a abajo), son: acrosoma, núcleo, membrana, cuello, pieza media, cola y pieza terminal. Viven de media 24 horas, aunque es posible que lleguen a fecundar el óvulo después de tres días.

Cabeza: acrosoma, membrana y núcleo

La cabeza contiene dos partes principales: el acrosoma, que cubre los dos tercios anteriores de la cabeza, y el núcleo, que contiene la carga genética del espermatozoide (23 cromosomas, en el pronúcleo, que, unidos a los 23 del óvulo dan lugar a la célula madre, al sumarse el total de 46 cromosomas, agrupados en pares). En los seres humanos la medida de la cabeza del espermatozoide es de 5 µm (micrómetros) de longitud. Tanto el pronúcleo como el acrosoma están envueltos en medio de una pequeña cantidad de citoplasma y revestidos por una membrana plasmática que une la cabeza al cuerpo del espermatozoide.

El acrosoma es una capa formada por enzimas como la hialuronidasa y la acrosina, que favorecerán la penetración, debilitando mediante la degradación de las paredes del óvulo, concretamente, la zona pelúcida que rodea al ovocito. Esto facilita la fusión de la parte de la membrana del espermatozoide que contacta con la membrana del ovocito, de tal modo que se abre un canal al interior del óvulo.

El núcleo, después de que el acrosoma se abra paso por las barreras del óvulo, es la única parte que entra a su citoplasma, dejando atrás la membrana ya vacía, para luego fusionarse con el núcleo del óvulo, completarse como célula diploide y empezar la división celular (mitosis). Por lo tanto, como las mitocondrias y todo lo demás del gameto masculino no se unen al cigoto, todas las mitocondrias de la nueva célula provienen de la parte materna.

Flagelo: cuello, pieza media, cola, pieza terminal

El cuello es muy corto, por lo que no es visible mediante el microscopio óptico. Es ligeramente mas grueso que las demás partes del flagelo y contiene residuos citoplasmáticos del espermátide. Tras estos elementos contiene un centriolo, el distal, que origina la pieza media, y el otro, el proximal, desaparece luego de haber dado origen al flagelo. Contiene una placa basal de material denso que lo separa de la cabeza y es donde se anclan 9 columnas proteicas, que son centríolos modificados, continuándose por toda la cola. De uno de ellos (el distal) se origina la pieza media.

• La pieza media (de unos 4 o 5 μm de longitud) posee una gran cantidad de mitocondrias concentradas en una vaina helicoidal, que proveen de energía al espermatozoide, produciendo ATP.

• La cola(de 35 μm) le proporciona movilidad (zona flagélica funcional recubierta sólo de membrana).

• La cola le proporciona movilidad, y ésta puede ser de tipo A, B, C o D; según se observe en el seminograma. Tipo A correspondería a los espermatozoides con movimiento a una velocidad mayor de 25 micras/s, frente a las 5-24 micras/s del tipo B, una velocidad inferior a 5 micras/s para el tipo C y un movimiento nulo para el tipo D.Por tanto, se agrupan en movimientos progresivos (tipo A y B) y no progresivos (C).

Movilidades anormales se corresponden con porcentajes menores al 50% de A+B o al 25% de A -anotar que la movilidad de tipo A es poco común en el esperma de la población (entorno al 1%)-EStas anormalidades reciben el nombre de astenozoospermia o astenospermia; distinguiéndose entre leve, moderada y grave.

Características exclusivas según especie

Existe una relación indirecta entre el volumen de eyaculado y la concentración de espermatozoides en las distintas especies:

• En los seres humanos, los espermatozoides poseen una cabeza de 5 a 8 µm y una cola de 50 µm de longitud.
• En los cerdos, la eyaculación es de unos 200 ml, con una concentración de 100.000 espermatozoides/mm³. La longitud de los espermatozoides es de unos 90 μm.

En parte de los mamíferos, incluidos los seres humanos, los espermatozoides deben ser producidos a una temperatura más baja que la media del organismo (2 °C menos de lo normal en humanos), por eso se encuentran fuera del cuerpo.

Enlaces externos

• Nature.com («La vida secreta del espermatozoide», artículo de la revista Nature).
• Espermatozoide (Definición y esquema de su estructura, sexualidad.es).
• La longitud de cabeza y cola no aportan ventaja a los espermatozoides en su carrera hasta el óvulo