MADRID, 3 Nov. (EUROPA PRESS) -
Los espermatozoides pueden modular su energía regulando su forma de onda flagelar --la forma en que oscilan sus colas-- para adaptarse a los distintos medios fluidos, lo que podría optimizar su movilidad y navegación dentro del tracto reproductivo, según un estudio publicado en la revista 'Cell Reports Physical Science'.
"Nuestro método nos ha permitido investigar cómo las variaciones en la viscosidad y la velocidad de cizallamiento afectan al comportamiento de los espermatozoides a nivel unicelular, lo que no era posible con los métodos tradicionales", afirma el autor principal del estudio, Reza Nosrati, de la Universidad de Monash (Australia).
Las señales bioquímicas y biofísicas del aparato reproductor sirven de filtro contra los espermatozoides de baja calidad y de mecanismos de orientación para que los de alta calidad se dirijan al óvulo. Por ejemplo, durante el coito, la intensificación de las secreciones mucosas en el oviducto estimula el movimiento de fluidos en la trompa de Falopio hacia el útero.
Este flujo ayuda a evitar que los agentes patógenos invadan el tracto reproductivo mediante el lavado y, al mismo tiempo, selecciona los espermatozoides capaces de nadar contra el flujo hacia el óvulo mediante un fenómeno conocido como retaxis.
Sin embargo, debido en parte a las limitaciones de los métodos de microscopía convencionales y de los estudios a nivel de población, no está claro cómo interactúan factores como el flujo de fluido y la viscosidad para influir en el comportamiento de batido flagelar de los espermatozoides a nivel unicelular.
Además, las prácticas clínicas actuales utilizan en gran medida medios de baja viscosidad y condiciones de flujo estancado, a pesar de que las ventajas prácticas de considerar entornos fisiológicamente relevantes podrían ser significativas.
En este estudio, Nosrati y su equipo diseñaron un "escenario de pruebas" para los espermatozoides con el fin de observar su comportamiento en condiciones fisiológicamente relevantes. Este dispositivo aprovechó la microfluídica para examinar la forma de onda flagelar de los espermatozoides y su energía en respuesta a cambios en el flujo y la viscosidad.
Al atar espermatozoides de toro en un microcanal, los investigadores expusieron los mismos espermatozoides individuales a una gama de viscosidades y velocidades de cizallamiento, que se refieren a las tasas de cambio en la velocidad a la que una capa de fluido pasa por encima de una capa adyacente. Mediante microscopía de alta velocidad y resolución, los investigadores cuantificaron la dinámica flagelar a 200 fotogramas por segundo.
Los resultados mostraron que las ondas flagelares de los espermatozoides están influidas principalmente por la viscosidad y no por la velocidad de cizallamiento, y que su efecto sinérgico favorece un comportamiento de batido energéticamente eficiente.
La motilidad y la energía de los espermatozoides estaban menos influidas por el flujo de fluido en medios con viscosidades más bajas. Pero en medios de alta viscosidad, un aumento de la velocidad de cizallamiento de 0 a 6 por segundo a 75 milipascales por segundo redujo la curvatura flagelar en un 20%, y la frecuencia de batido flagelar fue mayor a una velocidad de cizallamiento de 3 por segundo, que es favorable para la retaxis de los espermatozoides.
Según los autores, este fenómeno sugiere un posible aumento de la producción de energía y cambios en el comportamiento de batido del flagelo en estas condiciones específicas para permitir posiblemente la retaxis y facilitar una transición del movimiento circular al movimiento de balanceo.
Este aumento de la producción energética observado a una velocidad de cizallamiento de 3 por segundo sugiere que el espermatozoide ajusta su generación de energía para adaptarse y responder a la dinámica del fluido, permitiendo así una natación eficaz contra la corriente.
Actualmente, los investigadores están perfeccionando sus técnicas de imagen y su plataforma experimental para realizar un estudio de seguimiento en el que examinarán espermatozoides que nadan libremente en condiciones similares.
"También es crucial comprender mejor la importancia de estas consideraciones sobre el medio con respecto a la selección de espermatozoides y la fecundación --afirma Nosrati--. Tenemos previsto realizar un estudio con animales para evaluar cómo pueden influir estas propiedades en la fecundación y el desarrollo embrionario en la reproducción asistida, con el fin de fundamentar futuras estrategias de tratamiento para obtener mejores resultados".
