La gametogénesis es el proceso biológico esencial para la formación de los gametos, las células sexuales responsables de la reproducción en organismos que se reproducen sexualmente. En los hombres, este proceso se conoce como espermatogénesis, que culmina con la producción de espermatozoides funcionales.
Este proceso se desarrolla en varias etapas que aseguran la reducción del número de cromosomas y la especialización de las células germinales. A continuación, exploraremos dónde y cómo se forman los espermatozoides, así como los factores que influyen en su desarrollo y maduración.
¿Qué es la Espermatogénesis?
La espermatogénesis es el proceso continuo de formación de espermatozoides que ocurre en los túbulos seminíferos de los testículos. Este proceso se inicia en la pubertad y continúa a lo largo de toda la vida del hombre. La función principal de los gametos masculinos, los espermatozoides, es permitir la reproducción sexual gracias a su unión con el óvulo femenino durante la fecundación.
Los espermatozoides se “fabrican” en los testículos, eso lo sabe casi todo el mundo, pero menos gente conoce en qué consiste este proceso. En un hombre adulto, la espermatogénesis (o formación de los espermatozoides) se produce en el interior del testículo, en los túbulos seminíferos.
Para que sea posible la producción de espermatozoides, son necesarias unas específicas condiciones hormonales en las que intervienen el hipotálamo, la hipófisis, y los testículos. Las hormonas implicadas en la formación de espermatozoides son la testosterona, la FSH, la LH y la Inhibina.
¿Qué ocurre con los espermatozoides en el útero y las trompas de Falopio de la mujer?
Etapas de la Gametogénesis (Espermatogénesis)
La gametogénesis se desarrolla a lo largo de varias etapas, que aseguran la reducción del número de cromosomas y la especialización de las células germinales:
- Proliferación: Durante esta etapa, las células germinales primordiales, conocidas como espermatogonias en hombres, experimentan mitosis para incrementar su número.
- Crecimiento: En esta etapa, las células germinales experimentan un aumento en su tamaño debido a la acumulación de materiales necesarios para la división meiótica y la diferenciación posterior.
- Meiosis: La meiosis es el proceso clave en la gametogénesis, ya que permite reducir a la mitad el número de cromosomas, generando células haploides.
- Diferenciación o Espermiogénesis: En esta etapa, las células haploides (espermátidas) se especializan para formar gametos maduros funcionales.
En resumen, el proceso de la espermatogénesis consiste en el paso de una célula germinal, con 23 parejas de cromosomas (diploide), las espermatogonias, a convertirse en una célula con 23 cromosomas (haploide), los espermatozoides.
Las primeras se dividen por mitosis, dando lugar a dos tipos de células: las espermatogonias de tipo A y las espermatogonias de tipo B. Las primeras seguirán replicándose, dando lugar a espermatogonias de tipo A y B, y las segundas darán lugar a un espermatocito primario, que al madurar da lugar a los espermatozoides, y las células de Sertoli, que desempeñan un papel fundamental en el soporte estructural, la nutrición, la regulación hormonal y la eliminación de células germinales defectuosas durante la espermatogénesis.
Fases de la Espermatogénesis
La espermatogénesis consta de 3 fases:
- Fase proliferativa: Las espermatogonias (diploides, contienen 46 cromosomas) se dividen por mitosis para mantener su stock y, a la vez, diferenciarse en espermatocitos primarios.
- Fase meiótica: Durante esta fase, los espermatocitos primarios experimentan la primera división meiótica y forman los espermatocitos secundarios. Éstos, a través de la 2ª división meiótica, dan lugar a las espermátidas (células haploides y redondas). La fase meiótica dura unos 24 días en humanos. De éstos, 23 días corresponden al estadio de espermatocito primario. Sólo se tarda 1 día en realizar la 2ª división meiótica.
- Espermiogénesis: Las espermátidas se transforman en los espermatozoides finales mediante cambios morfológicos. El citoplasma se va desplazando hacia la cola y, al final, se acaba eliminando junto con los orgánulos y los componentes que el espermatozoide no necesita (es el llamado cuerpo residual o gota citoplasmática). En el ser humano este proceso dura unos 23 días.
La duración de todo el proceso de espermatogénesis es de 74 días aproximadamente (desde una espermatogonia hasta el espermatozoide final).
Maduración y Capacitación del Espermatozoide
Los espermatozoides del testículo, aunque maduros, no tienen la capacidad suficiente para fertilizar al ovocito por sí solos. Sino que necesitan de una serie de cambios para adquirir la capacidad de movimiento y cambios a nivel de membrana para poder reconocer al ovocito.
Esta fase se denomina capacitación y se produce a lo largo del epidídimo. Una vez desarrollados y madurados los espermatozoides, son expulsados en la eyaculación.
Una vez producidos los espermatozoides en el túbulo seminífero, son expulsados al centro de él y son transportados hasta el epidídimo, donde maduran. El epidídimo es un tubo estrecho y alargado, situado en la parte superior y posterior del testículo.
El Camino del Espermatozoide hacia la Fecundación
Durante la eyaculación los espermatozoides, junto con el plasma seminal se liberan en el tracto genital femenino concretamente en la vagina y, es aquí donde se inicia el largo y tortuoso camino hacia el ovocito. En el recorrido se encuentran con una gran cantidad de obstáculos como el pH de la vagina (que es más óptimo en el momento de la ovulación), la acción inmunológica (los glóbulos blancos los pueden fagocitar), el moco cervical y la propia anatomía interna del aparato reproductor femenino.
Solo aquellos espermatozoides que consiguen pasar el cérvix entraran en el útero y se dirigirán hacia la trompa de Falopio donde está el ovocito. Tan sólo unos pocos lo conseguirán.
En la trompa de Falopio los espermatozoides son retenidos en las criptas oviductales y da comienzo al proceso conocido como capacitación. Una vez adquirida la capacidad fecundante, el espermatozoide es liberado y se dirige hacia el ovocito.
El óvulo está rodeado por las células de la granulosa, una vez el espermatozoide las consiga atravesar tendrá lugar la reacción acrosomal. Durante la misma, se liberan las enzimas presentes en el acrosoma permitiendo la entrada de la cabeza del espermatozoide y la fusión de los núcleos.
Es este momento cuando el ovocito provoca un cambio en su membrana para evitar la entrada de más espermatozoides, fenómeno conocido como bloqueo de la polispermia.
Durante este recorrido, el espermatozoide atraviesa un trayecto de aproximadamente unos 19cm, y el tiempo va en contra ya que la vida media del ovocito es de unas 24 horas. Por tanto, el objetivo final del espermatozoide es fecundar al ovocito, pero no es una tarea fácil.
Alteraciones en la Espermatogénesis
Ahora bien, hay situaciones en las que el proceso de formación de espermatozoides en el testículo está alterado. No observándose espermatozoides en el eyaculado, que es lo que se conoce como azoospermia secretora.
Existen distintos parámetros que se han intentado correlacionar con la presencia de espermatozoides. Como son los niveles séricos de FSH, el tamaño testicular, o el cariotipo. En estos casos, se opta por una búsqueda cuidadosa de espermatozoides mediante una biopsia testicular múltiple de ambos testículos.
Algunas de las alteraciones que pueden afectar la espermatogénesis incluyen:
- Alteraciones cromosómicas: como ocurre en el Síndrome de Klinefelter (cariotipo 47XXY) o por microdeleciones del cromosoma Y, que consiste en la pérdida de material genético implicado en la espermatogénesis.
- Criptorquidias bilaterales (descenso incompleto de los testículos a la bolsa escrotal).
- Torsiones testiculares.
- Traumatismos.
- Procesos infecciosos.
Parámetros Seminales y Calidad Espermática
Un análisis de semen evalúa varios parámetros importantes para determinar la calidad espermática:
- Concentración: La pregunta clave aquí es: ¿cuántos hay?
- Movilidad: ¿Son buenos nadadores? No basta con tener muchos; también deben moverse con energía y dirección.
- Morfología: Aquí entra el diseño. ¿Tienen la forma ideal? Solo los espermatozoides con una cabeza ovalada, un cuello bien definido y un flagelo recto, delgado y diez veces más largo que la cabeza, cumplen con los criterios de perfección.
En un hombre sano y fértil, y según los valores establecidos por la OMS, un eyaculado promedio contiene al menos 39 millones de espermatozoides, con una concentración mínima de 15 millones por mililitro de semen.
Técnicas de Asistencia en la Reproducción
Cuando existen problemas de fertilidad masculina, existen diferentes técnicas para ayudar a la reproducción:
- IBgen sperm: estudio genético de la espermatogénesis.
- Técnicas para seleccionar el mejor espermatozoide.
- FIV: Fecundación In Vitro.
- Técnicas de obtención de espermatozoides: biopsia y punción testicular.
Factores que Afectan la Calidad de los Espermatozoides
La producción diaria de células espermáticas implica que factores externos que puedan afectar al varón en un momento puntual van a interferir en el proceso de maduración de los espermatozoides en una determinada etapa. Esta es la razón por la que un solo estudio seminal no es suficiente para establecer el diagnóstico de un factor masculino, ya que debe confirmarse con un segundo estudio que debe demorarse entre mes y medio y dos meses.
La exposición a contaminantes ambientales (pesticidas, fertilizantes, disolventes entre otros), el consumo de tóxicos o incluso el estrés, pueden tener un efecto negativo en la calidad seminal.
¿Cuánto Tiempo Viven los Espermatozoides?
En unas condiciones óptimas en el tracto reproductivo femenino, el espermatozoide puede llegar a vivir hasta cinco días. Aún así, en la mayoría de los casos, la vida de un espermatozoide fuera del cuerpo es de 48 a 72 horas.
Por lo general, desde la eyaculación, los espermatozoides suelen vivir durante 2-5 días en el interior del aparato reproductor femenino. Las condiciones de humedad y temperatura en la vagina y el útero son las idóneas para la supervivencia de los espermatozoides durante este tiempo.
Sin embargo, si la eyaculación se produce en el exterior, la vida media de los espermatozoides se reduce, llegando incluso a morir en cuestión de minutos.
De forma general, la mayor capacidad fecundante de los espermatozoides se concentra durante las primeras 24 a 48 horas posteriores a la eyaculación.
Preguntas Frecuentes
¿Cuándo empieza la producción de espermatozoides en el varón?
La producción de espermatozoides comienza cuando el varón alcanza la pubertad, momento en el que también se producen las primeras eyaculaciones. A partir de este momento, la formación de espermatozoides (la espermatogénesis) se mantiene durante prácticamente toda la vida del varón.
¿Qué velocidad puede alcanzar el espermatozoide más rápido?
Los espermatozoides con movilidad progresiva rápida corresponden al grupo A y pueden desplazarse a una velocidad aproximada de 25 micras por segundo.
¿Cuál es la función de la cabeza del espermatozoide?
La cabeza del espermatozoide contiene el material genético del gameto masculino. Por tanto, se trata de la zona más importante del espermatozoide. Además, en la cabeza del espermatozoide se encuentra el acrosoma donde se localizan enzimas proteolíticas que permiten atravesar la zona pelúcida del óvulo.
Tabla Resumen de la Espermatogénesis
| Proceso | Ubicación | Duración | Función |
|---|---|---|---|
| Espermatogénesis | Túbulos seminíferos | 74 días | Producción de espermatozoides |
| Capacitación | Epidídimo y tracto femenino | Variable | Maduración y adquisición de capacidad fecundante |
| Fecundación | Trompa de Falopio | Horas | Unión del espermatozoide y el óvulo |