La fecundación: un largo viaje para una cita a ciegas

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Maria JImenez Movilla, Universidad de Murcia y Raquel Romar Andrés, Universidad de Murcia

Como estudiábamos en los libros de texto del colegio, la fecundación es ese proceso mediante el cual un gameto femenino (ovocito) y uno masculino (espermatozoide) se fusionan para originar un nuevo individuo. Ambas células deben encontrarse y reconocerse, procesos esenciales para la creación del cigoto, célula totipotente que potencialmente formará un nuevo organismo y asegurará la perpetuación de la especie.

El lugar donde tiene lugar el mágico encuentro es un conducto denominado trompa uterina que conecta el ovario con el útero. Eso sí, a la cita solo llegan los ovocitos y espermatozoides capaces de superar todos los controles de calidad. Es decir, los mejores.

La selección de candidatos

En el momento de nacer, cada ovario femenino posee cientos de miles de folículos microscópicos, es decir, pequeñas cápsulas celulares cada una con un ovocito en su interior. En la especie humana suman aproximadamente 2 millones. Sin embargo, a pesar de este elevadísimo número, sólo una ínfima subpoblación de folículos se desarrolla, crece y acaba liberando un ovocito (ovulación) potencialmente fecundable por un espermatozoide.

Es más, en las especies que generalmente tienen una única cría (humana, otros primates, bovina, equina, etc.), durante cada ciclo reproductivo sólo ovula un folículo en un único ovario. En el caso de las especies que tienen varias crías (porcina, canina, felina, etc.) pueden ovular hasta 10-20 folículos en cada ovario por ciclo. Si hacemos números, eso significa que solo un 0.1% de los folículos ováricos son llamados a ovular durante la vida reproductiva. Aproximadamente 400-500 folículos para una mujer.

Por el contrario, en el macho la producción de espermatozoides es masiva. Los testículos producen millones de espermatozoides que, para madurar y adquirir capacidad de movimiento, deben recorrer un conducto (epidídimo) que mide aproximadamente 7 metros en el hombre.

Un viaje mortal

En el eyaculado procreativo natural, miles de millones de espermatozoides son liberados en la vagina o útero de la pareja, según la especie. Y ahí comienza su aventura. Para alcanzar su destino, donde espera el ovocito (su “cita a ciegas”), deben completar un recorrido de 25 a 50 centímetros. Bastante largo si tenemos en cuenta que la cabeza de estas células mide solo 0,005 milímetros.

Por si recorrer una distancia diez mil veces mayor a su tamaño no fuera suficiente, el camino es sumamente hostil. Su trayecto está plagado de glóbulos blancos dispuestos a fagocitar al intruso, paredes tortuosas y fluidos con condiciones químicas y físicas favorables durante una corta ventana de tiempo (acidez, viscosidad, etc.). De ahí que la mayoría de los espermatozoides fracasen en el intento. Tanto es así que apenas unas decenas de los miles de millones que iniciaron el camino consiguen llegar al punto de encuentro, al sitio de fecundación, en condiciones de interaccionar y unirse al ovocito.

No acaban ahí las dificultades. Una vez alcanzado el punto de encuentro, los dos protagonistas deben reconocerse. Los espermatozoides se encuentran con la zona pelúcida (ZP), una matriz glicoproteíca que envuelve el óvulo como si fuese un abrigo. El espermatozoide que fecunde tiene que reconocer molecularmente esta estructura para atravesarla y fusionarse con la membrana plasmática del ovocito.

¿Y cómo lo hace? Lo que sabemos hasta la fecha es que el espermatozoide reconoce el grupo amino terminal de la proteína ZP2, presente en todas las matrices de ovocitos de mamíferos. Sin embargo, ignoramos cuál es exactamente la proteína de la superficie celular del espermatozoide responsable de este reconocimiento.

Cuando el espermatozoide fecunda el ovocito entra en juego la pareja de proteímas Izumo-Juno.
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A continuación, el espermatozoide atravesará la matriz para fusionarse con la membrana del ovocito y fecundarlo. Ahí entra en juego la pareja de proteínas Izumo-Juno. Izumo es el receptor ubicado en la membrana del espermatozoide, esencial para que pueda unirse al ovocito. Esta inmunoglobulina fue descrita en 2005 por un grupo japonés y bautizada así en honor a un templo japonés de bodas. Su “pareja” en la membrana del ovocito es Juno, descubierta en 2014 y llamada así por la diosa romana de la fertilidad y el matrimonio.

La unión entre Izumo y Juno es el primer paso vital que precede a la fusión entre gametos. Por lo tanto, podemos decir que la unión entre estos dos “dioses proteicos” desencadena la formación del cigoto, origen de un organismo, capaz de desarrollar un ser vivo completo.

Escasos conocimientos sobre fertilidad

Hasta el momento, Izumo y Juno son el único par de proteínas descrito como esenciales para la fecundación en mamíferos. Y, si bien son cruciales, no son suficientes para la fusión celular. Lo que significa que es muy probable que otras proteínas aún desconocidas estén involucradas.

La razón de esta escasez de conocimiento es doble. En primer lugar, por su biología única, existen limitaciones experimentales significativas en el trabajo con gametos de mamíferos. En segundo lugar, las proteínas receptoras embebidas en la membrana son difíciles de manipular bioquímicamente. Eso explica que la ciencia haya sido tan cautelosa a la hora de embarcarse en la búsqueda de moléculas involucradas en las interacciones espermatozoide-ovocito.

Sorprende también que aún no hayamos desarrollado un método de diagnóstico simple para evaluar la capacidad de fecundación de espermatozoides y ovocito, más allá de una descripción morfológica básica. Sobre todo porque estos avances beneficiarían a muchas aplicaciones que dependen de la fecundación in vitro, como las técnicas de reproducción asistida en humanos y animales. La implicación de Izumo y Juno en casos de infertilidad humana aún no se ha investigado, como tampoco lo ha sido su uso potencial para la anticoncepción molecular.

Por lo tanto, queda mucho por descubrir antes de lograr una visión integral de la fecundación. Es evidente que se ha invertido mucho dinero y esfuerzo en mejorar las técnicas de reproducción asistida. Quizás un regreso a la investigación básica pueda aclarar muchos aspectos que se obvian usando estas técnicas, como puede ser el diagnóstico de la infertilidad y su posible tratamiento.

Maria JImenez Movilla, Profesora Titular Biología Celular e Histología especializada en area de Reproducción, Universidad de Murcia y Raquel Romar Andrés, Profesora Titular, Departamento Fisiología, Facultad de Veterinaria. Laboratorio EmbryoCloud., Universidad de Murcia

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.

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