La infertilidad masculina es responsable de aproximadamente el 50% de los casos de parejas con problemas de fertilidad. Por tanto, es fundamental analizar las características seminales como parte del estudio de la pareja infértil. De forma rutinaria, se examina el volumen del eyaculado, la concentración, la motilidad y la morfología espermática. Sin embargo, entre un 10% y un 15% de los hombres con parámetros dentro de los rangos de normalidad son infértiles.
El seminograma, una prueba básica, no es suficiente para predecir el potencial fecundante del espermatozoide ni para suministrar información sobre posibles causas de infertilidad, como defectos en la membrana del espermatozoide, alteraciones genéticas/moleculares, defectos en la cromatina o el efecto de factores ambientales. Todos estos factores tienen un impacto negativo en los tratamientos de reproducción asistida (TRA).
Por esta razón, se han introducido otras pruebas en la rutina clínica para realizar un análisis más exhaustivo de la calidad espermática, como la tinción vital, la prueba hipoosmótica, las pruebas de especies reactivas de oxígeno y la prueba de fragmentación del ADN espermático.
La evaluación del daño del ADN en los espermatozoides ha recibido especial atención, ya que los altos niveles de fragmentación del ADN están correlacionados con menores tasas de fecundación e implantación, y un aumento de la incidencia de aborto. El daño en la estructura de la cromatina espermática puede ocurrir en cualquier etapa de la espermatogénesis y puede ser inducido por factores internos como la apoptosis, o por factores externos como tóxicos ambientales, quimioterapia o radioterapia.
Así pues se ha intentado analizar la integridad del ADN previo a un tratamiento de infertilidad, pero los métodos utilizados para detectar roturas o el nivel de protaminación o compactación de la cromatina tienen la particularidad de generar la destrucción del espermatozoide, lo que imposibilita su posterior uso en estos tratamientos.
Apoptosis Espermática e Infertilidad Masculina
La apoptosis es el conjunto de alteraciones celulares morfológicas y bioquímicas que conducen a la muerte celular. De llevarse a cabo de manera no regulada favorece la presencia de espermatozoides anormales en el eyaculado. Las características principales de una célula apoptótica son la activación de las caspasas, la reducción el potencial de membrana mitocondrial (PMM) y la externalización de la fosfatidilserina (EPS).
Estudios demuestran que la apoptosis desempeña un papel importante en la infertilidad masculina y contribuye muy probablemente al fracaso de las TRA, ya que existe la probabilidad de que algunos espermatozoides seleccionados para ser microinyectados presenten características apoptóticas, a pesar de su apariencia normal, lo que puede ser parcialmente responsable de las bajas tasas de fecundación e implantación y el aborto espontáneo tras estos tratamientos.
Activación de las Caspasas
Las caspasas son un conjunto de proteínas pertenecientes al grupo de las cisteín-proteasas que participan en la cascada de señalización celular desencadenada en respuesta a señales proapoptóticas. La activación de las caspasas es un factor relevante en la muerte celular programada al inducir la lisis de proteínas celulares estructurales y, en un estadio más avanzado, roturas en la cadena de ADN con fragmentación de la misma.
Reducción del Potencial de Membrana Mitocondrial
Las mitocondrias son unos orgánulos que participan en diversas funciones celulares. Su adecuada actividad en los espermatozoides es necesaria para soportar varios procesos, incluyendo la capacitación, la producción de ATP, la biosíntesis de hormonas esteroides, la generación de niveles fisiológicos de oxígeno reactivo, la regulación del Ca+2 intracelular y fenómenos similares a la apoptosis. Su alteración es considerada un marcador clave de la cascada de apoptosis y presenta además una correlación positiva con niveles de fragmentación de ADN espermático en humanos.
Externalización de la Fosfatidilserina
El fosfolípido fosfatidilserina (PS) es una molécula localizada en la cara citosólica de la membrana plasmática que, durante el proceso de apoptosis celular, migra hacia la superficie actuando in vivo como marcador para la destrucción por parte de los fagocitos. Algunos autores han propuesto que la apoptosis en los espermatozoides eyaculados es el resultado de un fallo espermatogénico y por tanto un proceso apoptótico abortivo que ha iniciado antes de la eyaculación. Otros autores, sin embargo, han hallado que los espermatozoides maduros eyaculados pueden externalizar la PS en otros procesos celulares, como la modificación de la membrana plasmática debido a la capacitación y/o reacción acrosómica y también en procesos inflamatorios o como resultado de su exposición a bacterias.
Selección Espermática en Técnicas de Reproducción Asistida
En la actualidad varias técnicas de preparación de espermatozoides son utilizadas como componentes principales de los procedimientos en los TRA. El principal objetivo para emplear estas técnicas es generar la capacitación espermática, que es el conjunto de modificaciones moleculares y fisiológicas que experimentan los espermatozoides de forma natural en las proximidades del ovocito, y que les confieren su capacidad fecundante, y así obtener un número suficiente de espermatozoides móviles viables capaces de fecundar el ovocito.
Las técnicas estándares actuales de preparación de espermatozoides dependen de un enfoque de sedimentación (gradientes de densidad) o migración (swim-up) para separarlos basándose en su motilidad y son altamente efectivas en la reducción de la fragmentación espermática previo al ICSI, pero son incapaces de detectar características ultraestructurales relacionadas con la apoptosis o la integridad del ADN. De hecho, se ha podido establecer que cerca del 30% de los espermatozoides, después de someterse a los gradientes de densidad, se encuentran en estado apoptótico tardío o necrótico, lo que puede afectar negativamente a los resultados finales.
Así pues, y con el objetivo de seleccionar los espermatozoides más competentes, en los últimos años se han introducido diferentes estrategias que van desde el uso de antioxidantes previo a un ciclo de microinyección espermática (ICSI), la utilización de espermatozoides obtenidos a nivel testicular o la identificación de las causas del daño del ADN espermático que permitan reducir el número de espermatozoides apoptóticos. Con el mismo objetivo se ha intentado complementar con otras técnicas que, además de brindar información adicional, no impliquen la destrucción celular. Entre ellas encontramos la selección morfológica de los espermatozoides, que se basa en la evaluación microscópica de la morfología espermática y ha mostrado su eficacia en casos de fallo de implantación; el aislamiento de espermatozoides maduros mediante la prueba de unión al ácido hialurónico, aunque hasta la fecha presenta un valor clínico limitado y no ha presentado una fuerte correlación con el desarrollo embrionario o la selección de espermatozoides mediante separación magnética (MACS) que aísla aquellos que expresan marcadores de apoptosis celular, como es la externalización del fosfolípido fosfatidilserina.
La calidad tanto a nivel genético como bioquímico es altamente relevante a la hora de evaluar la competencia espermática. Aunque algunos autores sugieren que el espermatozoide con alteración en su ADN es capaz de fecundar, y que sus consecuencias no se hacen evidentes hasta el desarrollo embrionario, es crucial seleccionar los espermatozoides con mayor integridad para optimizar los resultados en los tratamientos de reproducción asistida.
Separación Magnética de Células Activadas (MACS)
La clasificación de células activadas magnéticamente con microesferas de Anexina V reconoce los residuos de fosfatidilserina externalizados en la superficie de los espermatozoides apoptóticos. El uso de microesferas de Anexina V para seleccionar espermatozoides no apoptóticos reduce el porcentaje de células alteradas con fragmentación de ADN y aneuploidía, mejorando la posibilidad de embarazo después de los tratamientos de reproducción asistida.
Se utilizan Microbeads (MB) que son partículas coloidales paramagnéticas de 50 nanómetros, unidas covalentemente a anticuerpos o moléculas de unión que reconocen epitopos de interés produciendo posteriormente columnas de separación en un campo magnético dependiendo de las fracciones marcadas o no. Se ha visto que la apoptosis espermática está relacionada con la infertilidad masculina, se manifiesta por la externalización de la fosfatidilserina (PS) en la membrana del espermatozoide; se han unido los MB a un fosfolípido unido a proteína con alta afinidad por la PS llamado Anexxina V (AV) consiguiendo separar los espermatozoides con la membrana comprometida; de esta manera conseguiremos una fracción enriquecida con espermatozoides no apoptóticos.
Figura: Espermatozoides pasando a través de la columna con anexina V. Aquellos capaces de pasar a través de la columna representa son los viables (cabezas verdes) mientras que la fracción apoptótica queda atrapada dentro de la columna (amarillos).
A pesar de los avances en TRA en los últimos 40 años, sigue siendo un proceso relativamente ineficiente. Aunque todos estos métodos parecen mejorar la calidad de la muestra, no se ha demostrado de manera significativa, una mejora en los resultados clínicos que recomienden su aplicación en la rutina diaria en el laboratorio.
Otras Pruebas de Fertilidad Masculina
Además del seminograma, existen otras pruebas que pueden complementar el estudio de la fertilidad masculina:
- Análisis Hormonal: Determina si existen alteraciones en las hormonas sexuales masculinas.
- Cariotipo: Evalúa posibles alteraciones cromosómicas que puedan causar problemas de fertilidad.
- Estudio de Fragmentación del ADN Espermático: Mide el daño en el ADN de los espermatozoides, lo cual puede afectar la fecundación y el desarrollo embrionario.
- FISH de Espermatozoides: Comprueba si los espermatozoides presentan una dotación cromosómica normal.
- Espermocultivo: Detecta la presencia de microorganismos en el semen.
- Biopsia Testicular: Comprueba si existe producción de espermatozoides en los testículos.
Cuando una pareja lleva un año buscando el embarazo sin conseguirlo (6 meses si ella es mayor de 35 años), es posible que existan problemas de fertilidad. En ese momento, será recomendable que la pareja visite a un especialista que solicitará diversas pruebas para hacer un estudio de fertilidad.
En el caso del hombre, el estudio de fertilidad masculino por excelencia consiste en el test de esperma, espermograma o seminograma, que evalúa la calidad del semen. Sin embargo, existen otras pruebas adicionales como, por ejemplo, el análisis hormonal, el cariotipo o el FISH de espermatozoides, entre otros.
Una vez se conocen más datos sobre la posible causa de la infertilidad, será posible aplicar el tratamiento de fertilidad más adecuado para la pareja y tratar así de lograr el embarazo.
¿Conoces la técnica MACS que permite seleccionar espermatozoides en reproducción asistida?
Interpretación del Seminograma
El seminograma, también denominado espermograma o espermiograma, consiste en el estudio de ciertas características seminales que pueden determinar la calidad del eyaculado. Para poder hacer esta prueba, es imprescindible que el varón tenga entre 3 y 5 días de abstinencia sexual. La Organización Mundial de la Salud (OMS) establece unos valores de referencia (límites de decisión) para considerar normal una muestra de semen. En función de los resultados del seminograma, podemos saber si existe alguna alteración seminal que puede estar dificultando conseguir el embarazo o si el semen es normal (normozoospermia).
Si hay alguna alteración seminal, estas suelen denominarse según el parámetro seminal afectado. Saber interpretar el resultado obtenido en un seminograma es importante, ya que este puede ser indicativo de algún problema de fertilidad en el varón.
En un seminograma, se evalúan tanto aspectos macroscópicos como microscópicos del semen eyaculado.
Estudio Macroscópico
Cuando se realiza un análisis macroscópico del semen se analizan características básicas a simple vista del esperma, sin necesidad de recurrir al uso del microscopio.
A continuación, se detallan los parámetros seminales que se pueden analizar mediante un estudio macroscópico:
- Volumen: la cantidad normal de semen por eyaculado debe ser superior a 1,5 ml. No obstante, este valor puede variar según los días de abstinencia, el estrés, etc.
- Licuefacción: ocurre tras dejar reposar la muestra de semen 20-30 minutos aproximadamente. Si transcurrido este tiempo la muestra de semen no ha licuado (es decir, no se ha hecho menos gelatinosa y más acuosa), aparecerá indicado en el informe de resultados.
- Color: el semen debería tener un color gris-amarillento. Si presenta otro aspecto, puede ser indicativo de infección, por ejemplo.
- Viscosidad: se evalúa la formación de hilos en el eyaculado cuando se aspira con una pipeta y se deja caer el semen por gravedad.
- pH: los valores considerados normales para el pH del esperma se encuentran entre 7.2 y 8.0. Por tanto, el pH del semen es ligeramente básico.
Una vez realizado el estudio macroscópico del eyaculado, se procede a realizar el estudio microscópico.
Estudio Microscópico
El estudio microscópico del semen consiste en analizar una pequeña muestra del eyaculado bajo el microscopio. De esta forma, los parámetros seminales más importantes que se analizan en el seminograma son:
- Conteo de espermatozoides y concentración espermática: hace referencia a la cantidad de espermatozoides que hay en el total del volumen eyaculado o en un mililitro de eyaculado.
- Movilidad espermática: se estudia la capacidad de movimiento de los espermatozoides. Para que estos puedan llegar hasta el óvulo y fecundarlo, los espermatozoides tienen de manifestar un movimiento rápido y progresivo.
- Morfología espermática: los espermatozoides con una forma alterada o anómala encontrarán más impedimento para moverse, superar las barreras del tracto reproductor femenino y para fecundar al óvulo.
- Vitalidad de los espermatozoides: se analiza si los espermatozoides inmóviles están vivos o muertos. Cabe destacar que la vitalidad espermática se suele evaluar cuando existe una gran cantidad de espermatozoides inmóviles.
- Presencia de leucocitos: si la cantidad de leucocitos por ml de semen eyaculado supera el millón, sería indicativo de infección.
Si quieres saber más sobre el estudio del semen, puedes acceder a este artículo: ¿Qué es el seminograma y cómo se hace?
Conclusión
La evaluación exhaustiva de la fertilidad masculina es crucial para identificar las causas de la infertilidad y aplicar los tratamientos más adecuados. Las técnicas de selección espermática, como MACS, ofrecen herramientas prometedoras para mejorar la calidad de los espermatozoides utilizados en TRA, aunque se necesitan más estudios para confirmar su impacto en los resultados clínicos.
| Prueba | Descripción | Objetivo |
|---|---|---|
| Seminograma | Análisis del semen | Evaluar la calidad del semen (volumen, concentración, motilidad, morfología) |
| Análisis Hormonal | Medición de hormonas sexuales | Detectar desequilibrios hormonales que afecten la espermatogénesis |
| Cariotipo | Análisis cromosómico | Identificar anomalías cromosómicas |
| Fragmentación del ADN Espermático | Evaluación del daño en el ADN | Medir el nivel de fragmentación del ADN de los espermatozoides |
| FISH de Espermatozoides | Hibridación in situ fluorescente | Comprobar la dotación cromosómica de los espermatozoides |
| Espermocultivo | Cultivo del semen | Detectar infecciones bacterianas |
| Biopsia Testicular | Extracción de tejido testicular | Evaluar la producción de espermatozoides |