Impresionantes sensores que usan los espermatozoides a modo de GPS

Si un espermatozoide, (que mide alrededor de 46 micrones, una milésima de milímetro), fuera del tamaño de un ser humano, debería nadar varios kilómetros para alcanzar su destino. Por eso, los espermatozoides tienen que ser guiados por varias señales. Proteínas conocidas como sensores visuales juegan un papel en el movimiento de los espermatozoides a la búsqueda de calor.

En su arduo viaje hacia el óvulo, los espermatozoides “siente” el calor de la trompa de falopio y “prueba” las señales químicas de los óvulos.

Sin embargo, una investigación israeli publicada en Scientific Reports muestra que los espermatozoides hacen uso de sensores conocidos, principalmente por ser parte del sistema visual.

En estudios anteriores, el Prof. Michael Eisenbach y su equipo del Instituto Weizmann descubrieron dos de estos mecanismos de guía, uno basado en señales de calor y el otro en señales químicas.

La atracción a través del calor funciona a distancias más largas: el sitio de fertilización es más caliente que el sitio de entrada en la trompa de falopio donde los espermatozoides hacen una pausa para madurar, y este gradiente de temperatura les indica la dirección donde se encuentra el óvulo.

Cuando se acercan al óvulo, ellos captan sus señales químicas. “Como en todos los procesos importantes en la naturaleza, los espermatozoides utilizan más de un mecanismo para navegar, así si alguno no funciona, otros pueden servir de respaldo”, dice Eisenbach.

Espermatozoides y su sensibilidad al calor

La sensibilidad al calor del espermatozoide es extremadamente alta.

En una distancia equivalente a la longitud de una célula del esperma, ellos pueden detectar diferencias de temperaturas tan minúsculas como 0.0006 de un grado Celsius, menos de una milésima de grado.

Esta sensibilidad les permite ser guiados por un incremento muy gradual de temperatura en dirección al sitio de fertilización.

En el nuevo estudio, el equipo de Eisenbach compuesto por el Doctor Serafín Pérez-Cerezales, el Doctor Sergii Boryshpolets, Oshri Afanzar, la Doctora Reinat Nevo junto a Vladimir Kiss, del Departamento de Química Biológica, y el Doctor Alexander Brandis, de Servicios Biológicos, se propuso descubrir exactamente cómo el espermatozoide detecta el calor.

Los científicos examinaron una categoría particular de receptores que, según sus estudios anteriores, se pensaba estaban involucrados en la transmisión de señales al espermatozoide. Dentro de esta categoría ellos se enfocaron en una familia de proteínas llamadas opsinas.

Las opsinas son principalmente conocidas por su papel en un área totalmente diferente: el sistema visual. Una proteína muy importante de esta familia, llamada rodopsina, sirve como fotoreceptor en las células de la retina.

Sin embargo, estudios de otros investigadores que trabajaban con larvas de moscas de fruta encontraron que esta proteína está involucrada en la reacción al calor. Esto dio la pista de que lo mismo podría pasar en el esperma.

Fotos:

Las fotos muestran la posición de distintas opsinas en el espermatozoide humano, visto a través de un microscopio, son reveladas por el marcado mediante un anticuerpo fluorescente (amarrillo brillante)

Los científicos del Instituto Weizmann encontraron que varias proteínas receptoras de la familia de las opsinas estaban presentes en la superficie de los espermatozoides de ratones y de humanos.

Cada opsina tenía su propia distribución de patrones en el espermatozoide y aparentemente cada una contribuía a la detección de calor con sus propias señales.

Cuando los investigadores bloquearon las señales de estas opsinas, los espermatozoides no pudieron nadar de una cámara más fría a una más caliente.

Estos descubrimientos sorprendentes podrían explicar la presencia enigmática de las opsinas en órganos no expuestos a la luz, incluyendo los pulmones y el hígado.

Ellos sugieren que las opsinas mamíferas podrían estar realizando funciones de detección de calor en estas partes del cuerpo.

Fuente: LatamIsrael