Muchos se preguntan cómo es este viaje del espermatozoide desde la eyaculación hasta la fecundación. El objetivo final de un espermatozoide es fecundar al ovocito. Sin embargo, el viaje del espermatozoide hasta el óvulo no es fácil.
Para llegar hasta él, el espermatozoide ha de atravesar un largo y costoso recorrido que puede durar desde treinta minutos hasta varias horas. Por este motivo, es necesario una gran cantidad de espermatozoides móviles para que al menos uno de ellos sea capaz de superar todas las barreras y poder fecundar el óvulo.
Coloquialmente se entiende el camino hacia la fecundación como una carrera en la que solo el espermatozoide más hábil será capaz de llegar a la meta y ganar el campeonato. Pues, efectivamente, es algo así: muchos espermatozoides inician la carrera, pero solo uno es el elegido para fecundar el óvulo.
El recorrido del espermatozoide hasta el óvulo se puede dividir en dos grandes etapas:
- Aparato reproductor masculino: el recorrido de los espermatozoides en el hombre va desde los testículos hasta el exterior.
- Aparato reproductor femenino: desde la vagina, donde de deposita el semen, hasta las trompas de Falopio, donde se encuentra el óvulo.
No hay que olvidar que a lo largo de estas fases del camino, el espermatozoide se encuentra con ciertos obstáculos. A continuación, os contamos cuáles son.
Los espermatozoides se desarrollan en los testículos, concretamente en los túbulos seminíferos y, a continuación, pasan por el epidídimo donde alcanzan la maduración final. Durante la espermatogénesis se generan una gran cantidad de espermatozoides, pero solo será uno el encargado de fecundar al ovocito. La formación y maduración de los espermatozoides tiene una duración aproximada de 62 a 75 días.
Sin embargo, para poder fecundar al ovocito será necesaria la capacitación del espermatozoide. Dicha capacitación ocurre en el aparato reproductor femenino y conlleva una serie de cambios a nivel de membrana.
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. Se trata de un camino largo y lleno de obstáculos en el que el espermatozoide tiene que ser capaz de superarlos para conseguir entrar en el ovocito.
Trayecto desde el testículo hasta la uretra
Los espermatozoides tardan unos 90 días en desarrollarse y adquirir la maduración necesaria para poder ser expulsados en la eyaculación. El nacimiento de los espermatozoides tiene lugar en los túbulos seminíferos de los testículos y posteriormente pasan al epidídimo.
Los túbulos seminíferos son las estructuras internas del testículo donde se forman los espermatozoides. El epidídimo es una estructura alargada que conecta el testículo y el conducto deferente.
En el momento del coito, una gran cantidad de espermatozoides (alrededor de 250 millones) sale del epidídimo y atraviesa los conductos deferentes y la uretra. En este camino, los espermatozoides se recubren de los fluidos liberados por las vesículas seminales y la próstata. De esta forma, se forma el semen, también conocido como esperma.
La función principal de estos fluidos es facilitar la entrada de los espermatozoides a la vagina. Los espermatozoides saldrán disparados de la uretra a través del pene hasta que entran al aparato reproductor femenino, en concreto en la vagina.
Cambios en los espermatozoides
Durante este recorrido, es decir, desde el testículo hasta el exterior, el espermatozoide adquiere la forma exacta que le permite fecundar el óvulo. Los cambios que se producen en esta etapa final de la maduración del espermatozoide son:
- Compactación del ADN para permitir que la cabeza (donde se almacena el ADN) sea lo más pequeña posible y pueda moverse mejor. Además, esto ayudará a atravesar la zona pelúcida (cubierta del óvulo).
- La cola adquiere el diseño perfecto para que el espermatozoide tenga una gran resistencia y velocidad.
- La pieza media posee una elevada cantidad de mitocondrias para mantener la energía en alto nivel. Esto ofrece al espermatozoide una gran eficiencia en el consumo de energía.
Recorrido en el aparato reproductor femenino
En el proceso de eyaculación, los espermatozoides salen del hombre y entran en la vagina. Aquí es donde los espermatozoides inician la segunda parte de su recorrido hasta la fecundación.
Durante este camino, los espermatozoides se encuentran con una gran cantidad de obstáculos o barreras que dificultarán su llegada a las trompas de Falopio, donde se encuentra el óvulo.
Todo este trayecto es de aproximadamente entre 15 y 18 cm y el tiempo va en contra. Los espermatozoides no pueden demorarse mucho, pues el óvulo, una vez ha salido del ovario (es decir, tras la ovulación), tiene una vida media de unas 24 horas. El tiempo de supervivencia del óvulo es corto comparado con el de los espermatozoides, que son capaces de vivir entre 2 y 5 días en el aparato reproductor femenino.
Tras la eyaculación, empieza una carrera de los espermatozoides, no solo de velocidad sino también de resistencia. Los espermatozoides defectuosos y/o con mala movilidad quedarán en el camino.
¿Qué barreras tienen que atravesar los espermatozoides?
Algunas barreras con las que se topan los espermatozoides son las siguientes:
- pH de la vagina: la vagina tiene un pH ácido, en el cual no todos los espermatozoides son capaces de sobrevivir.
- Acción inmunológica: los glóbulos blancos de la mujer detectan los espermatozoides como células poco amigas e intentan destruirlos.
- Moco cervical: las secreciones del cérvix y el flujo vaginal varían su consistencia y textura a lo largo del ciclo femenino. En el momento de la ovulación, este fluido es más líquido y menos denso para permitir el paso de los espermatozoides. Sin embargo, fuera del periodo de ovulación, es un fluido denso y viscoso que complica el avance de los espermatozoides.
- Barreras físicas: la anatomía interna del órgano reproductor femenino (vagina, cérvix, útero, trompas de Falopio) resulta en sí misma un obstáculo para los espermatozoides. Hay numerosas cavidades conocidas como criptas en las que muchos espermatozoides quedan varados.
Pese a ello, no todo son dificultades en el viaje de los espermatozoides. El óvulo intenta allanar el camino a los espermatozoides liberando moléculas y mandando señales. Las trompas de Falopio y el útero ejercen una fuerza de succión por medio de contracciones rítmicas y el moco cervical se vuelve menos denso permitiendo que los espermatozoides naden mejor.
Por su parte, el líquido seminal que acompaña a los espermatozoides neutraliza el pH y ofrece azúcares al espermatozoide. Este fluido le sirve de escudo protector ante los glóbulos blancos.
Llegada a las trompas de Falopio
Una vez superadas la barrera vaginal, cervical y uterina, nos encontramos con la parte más estrecha del recorrido: la unión uterotubárica. Hasta aquí solo llegan unos pocos miles de los 250 millones de espermatozoides que había de media en el esperma recién eyaculado.
A lo largo de todo el recorrido, los espermatozoides más fuertes, es decir, los que han sido capaces de superar los obstáculos femeninos, adquieren una habilidad extraordinaria: la capacidad de fecundación. Esto es lo que se conoce como hiperactivación del espermatozoide. Desde este momento, su cola se mueve con mucha más fuerza y energía, permitiendo un movimiento vigoroso que facilita la llegada al óvulo.
Una vez llegan a las trompas de Falopio, muchos espermatozoides se quedan adheridos a las paredes, agotados y sin capacidad de seguir el recorrido.
En este punto, son pocos los espermatozoides que quedan en la carrera, pues la gran mayoría se han ido perdiendo por el camino. De las pocas decenas de espermatozoides que quedan ante la atenta mirada del óvulo, solo uno logrará atravesar la gruesa puerta de entrada al óvulo: la zona pelúcida.
El espermatozoide elegido, el más fuerte y capacitado, al contacto con la zona pelúcida, inicia la llamada reacción acrosómica.
Fertilización (concepción)
Etapa final del espermatozoide: reacción acrosómica
Como hemos comentado anteriormente, cuando el espermatozoide más hábil ha llegado al óvulo se produce la reacción acrosómica. Se trata de la liberación del contenido del acrosoma compuesto por una serie de enzimas. El objetivo de esta liberación enzimática es debilitar la zona pelúcida del óvulo y facilitan la penetración.
El acrosoma es una estructura situada en la cabeza del espermatozoide que sirve de depósito a las enzimas y demás sustancias que el espermatozoide necesita para atravesar la zona pelúcida.
Esta reacción "despierta" al óvulo, que libera los gránulos corticales, unos orgánulos que impiden que ningún otro espermatozoide pueda penetrar. Es como si el óvulo plantara una bandera indicando al resto de espermatozoides de su alrededor que ya ha sido conquistado por el espermatozoide ganador y, por tanto, que las puertas de su reino están cerradas.
Una vez el espermatozoide penetra el ovocito, los núcleos de ambos se fusionan. Esto es lo que conocemos como fecundación.
Etapas de la fecundación natural
Aunque el proceso de unión entre óvulo y espermatozoides pueda parecer muy sencillo, lo cierto es que deben darse varios mecanismos y cambios en ambos gametos para que pueda ocurrir la fecundación. A continuación, se detalla paso a paso las distintas etapas de la fecundación en el ser humano:
Penetración de la corona radiada
El proceso de fecundación se inicia con la penetración de los espermatozoides a través de la capa de células que rodea el óvulo: la corona radiada. Los espermatozoides consiguen atravesar esta capa gracias a la liberación de la enzima hialuronidasa y el movimiento de su flagelo (la cola). Una vez atraviesan esta capa, los espermatozoides se encuentran con una segunda barrera: la zona pelúcida, la capa externa que rodea al óvulo.
Penetración de la zona pelúcida
Se necesita más de un espermatozoide para lograr degradar la zona pelúcida, aunque finalmente solo uno de ellos podrá entrar en el óvulo. Para poder atravesar esta segunda barrera, la cabeza del espermatozoide establece contacto con el receptor ZP3 de la zona pelúcida del óvulo. Esto desencadena la reacción acrosómica, que consiste en la liberación de enzimas hidrolíticas denominadas espermiolisinas. Dichas enzimas disuelven la zona pelúcida para permitir el paso del espermatozoide.
Asimismo, la reacción acrosómica provoca una serie de cambios en el espermatozoide que permiten su capacitación final para poder penetrar en el interior del óvulo fundiendo sus membranas.
Fusión de membranas
Cuando el espermatozoide entra en contacto con la membrana plasmática del óvulo, se desencadenan 3 procesos distintos en el gameto femenino:
- La formación del cono de fecundación.
- La despolarización instantánea de su membrana.
- La liberación de gránulos corticales al espacio perivitelino.
La formación del cono de fecundación permite la fusión de la membrana del óvulo con la del espermatozoide para que la cabeza del espermatozoide pueda entrar. A su vez, gracias a la despolarización de la membrana del óvulo y a la liberación de gránulos corticales, se evita la entrada de otro espermatozoide.
Fusión de núcleos y formación del cigoto
Con la entrada del espermatozoide, el óvulo se activa para terminar la meiosis, proceso que permite la reducción del número de cromosomas. Así, se libera el segundo corpúsculo polar y los cromosomas se colocan formando una estructura denominada pronúcleo femenino.
Los pronúcleos son los núcleos de los gametos, los cuales tienen la particularidad de disponer de la mitad de cromosomas con respecto al resto de células del cuerpo, esto es, 23 cromosomas.
Por su parte, el espermatozoide avanza hasta que su cabeza, que contiene el núcleo del espermatozoide, queda junto al pronúcleo femenino. La cola se desprende para terminar degenerando y el núcleo se hincha para formar el pronúcleo masculino.
Una vez ambos pronúcleos se encuentran uno junto al otro, ocurre la fusión de ambos. Esto supone que las membranas de ambos pronúcleos desaparezcan para que sus cromosomas puedan juntarse y que la célula restablezca su dotación cromosómica, es decir, 46 cromosomas en total.
Todo este proceso de la fecundación culmina con la formación del cigoto humano: primera célula del organismo fruto de la unión del óvulo y el espermatozoide.
Además de todo esto, en la fecundación queda establecido si el futuro bebé será un niño o una niña en función de sus cromosomas sexuales:
- Cigoto masculino: sus cromosomas sexuales son XY y el futuro bebé será un niño.
- Cigoto femenino: sus cromosomas sexuales son XX y el futuro bebé será una niña.
El óvulo siempre es portador del cromosoma X. Por tanto, el sexo del embrión se definirá según si el espermatozoide es portador de un cromosoma X o un cromosoma Y.
¿Qué ocurre después de la fecundación?
El óvulo fecundado constituye una nueva célula denominada cigoto, que empieza a descender por la trompa de Falopio hacia el útero. Durante ese trayecto, el cigoto se divide para dar lugar al embrión de dos células. El término cigoto solamente se utiliza para definir el primer estadio embrionario de una única célula.
A medida que avanza por la trompa, el embrión seguirá dividiéndose para permitir la formación del blastocisto, estructura con muchas células que empiezan a diferenciarse y que tiene la capacidad para implantarse en el útero y dar lugar al embarazo.