El sistema reproductor masculino es esencial en la reproducción humana y está compuesto por órganos internos y externos. Su función principal es la producción de espermatozoides y andrógenos, las hormonas que sustentan la fisiología reproductiva masculina, siendo la testosterona la más importante. Varios órganos y conductos accesorios contribuyen al proceso de maduración de los espermatozoides y al transporte del semen hasta el pene, que lo entrega al tracto reproductor femenino.
Anatomía del Sistema Reproductor Masculino
Testículos
Los testículos son las gónadas masculinas, órganos reproductores primarios. Son cuerpos ovoides, con un tamaño medio de 4 a 7 centímetros de largo y de 20 a 25 mililitros de volumen en adultos. Se encuentran en el escroto, un saco de piel gruesa y altamente pigmentada que cuelga detrás del pene.
- Descenso testicular: Durante el séptimo mes del periodo de desarrollo fetal masculino, cada testículo se mueve a través de la musculatura abdominal para descender a la cavidad escrotal. Si bien durante el periodo fetal se encuentran situados en la cavidad abdominal, poco antes de nacer, bajan y se alojan en las bolsas del escroto.
- Estructura interna: Los testículos tienen forma ovoide y están rodeados por dos capas de tejido conectivo. La túnica vaginal externa es una membrana serosa, y debajo se encuentra la túnica albugínea, una capa dura, blanca y densa de tejido conectivo que cubre el testículo y se invagina para formar septos que dividen los testículos en 300 a 400 lóbulos. En su interior están los túbulos seminíferos y vasos sanguíneos.
- Funciones: Los testículos poseen dos funciones muy importantes, ambas esenciales para la fertilidad normal del hombre:
- Producir espermatozoides (que transportan la carga genética del hombre).
- Producir testosterona (la principal hormona sexual masculina). Gracias a la acción de las hormonas FSH y LH, que se producen en la hipófisis, las gónadas masculinas producen espermatozoides y secretan testosterona.
El Escroto
El escroto es una estructura de músculos con varias capas que rodea y protege los testículos. Actúa como un sistema de control de la temperatura para los testículos, ya que estos necesitan estar a una temperatura ligeramente inferior a la corporal para favorecer el desarrollo normal de los espermatozoides. El músculo cremáster de la pared del escroto se relaja para permitir que los testículos se alejen del cuerpo para enfriarse, o se contrae para tirar de ellos y que se acerquen más a este en busca de calor y protección.
El músculo dartos forma la capa muscular subcutánea del escroto y continúa internamente formando el tabique escrotal, una pared que divide el escroto en dos compartimentos, cada uno de los cuales aloja un testículo.
Epidídimo
Es un cuerpo alargado y estrecho, con forma de espiral, ubicado en la superficie de los testículos, específicamente en la parte posterior superior. Conecta los conductos deferentes al reverso de cada testículo. Su función es recoger los espermatozoides de los túbulos seminíferos del testículo y proporcionar el entorno adecuado para que maduren y adquieran motilidad (la capacidad de moverse), almacenándolos hasta que estén disponibles para la eyaculación. Se tarda un promedio de 12 días para que los espermatozoides se muevan a través de las bobinas del epidídimo, siendo el tiempo de tránsito más corto registrado en humanos un día.
El epidídimo es un conducto largo, angosto con forma de espiral, que mediría aproximadamente seis metros de largo si se desenrolla.
Conductos Deferentes (Vasos Deferentes)
Los conductos deferentes son un par de tubos musculares rodeados de músculo liso, cada uno de 30 cm aproximadamente, que transportan los espermatozoides desde el epidídimo. Se agrupan dentro del escroto con tejido conectivo, vasos sanguíneos y nervios en una estructura llamada cordón espermático. Unen el epidídimo con las vesículas seminales, extendiéndose superiormente hacia la cavidad abdominal a través del canal inguinal. Antes de la eyaculación, los testículos se acercan al abdomen y el líquido se transporta rápidamente a través del conducto deferente hasta el conducto eyaculador y, posteriormente, a la uretra prostática.
El conducto deferente es un órgano andrógeno-dependiente que transporta los espermatozoides a la pelvis, donde se unen a las vesículas seminales para formar los conductos eyaculadores, que desembocan en la uretra prostática.
Conductos Eyaculadores
Comienzan al final de los vasos deferentes y terminan en la uretra. Son una estructura corta formada a partir de la ampolla del conducto deferente y el conducto de la vesícula seminal. Durante la eyaculación, el semen pasa a través de estos conductos y es posteriormente expulsado del cuerpo a través del pene.
Uretra
La uretra cumple una doble función en el hombre. Es el conducto por el que discurre la orina desde la vejiga urinaria hasta el exterior del cuerpo durante la micción y la parte del aparato reproductor por la cual se eyacula el semen. En su extremo anterior finaliza la uretra, conducto de salida de la orina que nace en la vejiga, la cual al momento de la eyaculación permite la salida de semen al exterior.
Glándulas Anexas
Próstata
Es una glándula fibrosa del tamaño de una castaña, localizada justo debajo de la vejiga y rodea la uretra. Aproximadamente del tamaño de una nuez (2 × 3 × 4 cm) en hombres jóvenes, la próstata se agranda con la edad. Contiene células que producen parte del líquido seminal que protege y nutre a los espermatozoides contenidos en el semen. Excreta un líquido lechoso alcalino al fluido seminal, que es crítico para coagular primero y luego decoagular el semen después de la eyaculación. El engrosamiento temporal del semen ayuda a retenerlo dentro del tracto reproductor femenino, proporcionando tiempo para que los espermatozoides utilicen la fructosa proporcionada por las secreciones de vesículas seminales.
Vesículas Seminales
Son glándulas pareadas, situadas encima de la próstata, que se unen a los conductos deferentes para formar los conductos eyaculadores. Acumulan los espermios producidos en el testículo. Secretan un líquido alcalino viscoso que neutraliza el ambiente ácido de la uretra y contribuye con aproximadamente el 60 por ciento del volumen de semen. Este líquido nutre a los espermatozoides.
Glándulas Bulbouretrales o de Cowper
Son dos pequeñas estructuras situadas a cada lado de la próstata, que secretan un líquido viscoso que forma parte del líquido seminal.
Pene
Es el órgano de la copulación en el hombre. El pene consta de la raíz (unida a las estructuras abdominales inferiores y los huesos pélvicos), la parte visible del cuerpo y el glande (el extremo en forma de cono). El orificio de la uretra se encuentra en la punta del glande. La base del glande recibe el nombre de corona. En los hombres no circuncidados, el prepucio parte de la corona y cubre el glande.
El pene contiene tres espacios cilíndricos (senos llenos de sangre) de tejido eréctil. Los dos más grandes, los cuerpos cavernosos, se encuentran uno al lado del otro. El tercer seno, el cuerpo esponjoso, rodea casi toda la uretra. El tejido eréctil comprende múltiples interconexiones de los espacios sinusoidales o lacunares. Cuando estos espacios se llenan de sangre, ante un estímulo del sistema nervioso, el pene aumenta de tamaño y se pone rígido (erecto) para así penetrar en la vagina de la mujer durante el acto sexual.
Fisiología de la Reproducción Masculina
Espermatogénesis: Producción de Espermatozoides
La producción de espermatozoides (denominado espermatogénesis) es un proceso complicado que comienza en la pubertad (12-14 años) y continúa, en un hombre sano, hasta su muerte. Este proceso tiene lugar en los túbulos seminíferos, que forman el grueso de cada testículo, y se mantiene con ciclos de alrededor de 70 días, tiempo de maduración de los espermatozoides. Un nuevo ciclo comienza aproximadamente cada 16 días, aunque este tiempo no es sincrónico a través de los túbulos seminíferos. Es decir, después de cada ciclo se produce una población de espermatozoides completamente nueva.
Dentro de los túbulos seminíferos, los espermatozoides en desarrollo rodean un lumen, el centro hueco del túbulo, donde los espermatozoides formados son liberados al sistema de conductos del testículo. Seis tipos celulares diferentes se encuentran en los túbulos seminíferos, incluyendo las células de soporte llamadas células sustentaculares (o de Sertoli) y cinco tipos de células espermáticas en desarrollo llamadas células germinales. El desarrollo de las células germinales avanza desde la membrana basal, en el perímetro del túbulo, hacia la luz.
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Regulación Hormonal
La glándula pituitaria en el cerebro es la encargada de producir y dosificar las hormonas que controlan la secuencia de acontecimientos que conducen a la producción de espermatozoides. Las dos hormonas que regulan este proceso son:
- La Hormona Foliculoestimulante (FSH): Activa hormonas que ayudan en la producción del esperma y estimula la producción y maduración de los espermatozoides en los túbulos seminíferos.
- La Hormona Luteinizante (LH): Activa la producción de testosterona, una hormona requerida para la producción de esperma.
La liberación hipotalámica pulsátil de GnRH estimula la secreción de FSH y LH por la pituitaria anterior. Estas hormonas actúan entonces en el nivel de los testículos. LH estimula la producción de testosterona por las células de Leydig, y FSH actúa sobre las células de Sertoli para soportar la espermatogénesis.
Etapas de la Espermatogénesis
El proceso de espermatogénesis se divide en tres partes principales:
- Mitosis: La multiplicación de la espermatogonia diploide (2n), que tiene 46 cromosomas. Una de estas células sigue siendo espermatogonio, y la otra se convierte en espermatocito primario.
- Meiosis: El espermatocito primario se divide para producir dos espermatocitos secundarios (haploides). Una segunda división meiótica separa los pares de cromosomas, dando como resultado un total de cuatro células con solo la mitad del número de cromosomas, llamadas espermátidas.
- Espermiogénesis: Proceso que transforma las espermátidas tempranas, reduciendo el citoplasma e iniciando la formación de las partes de un esperma verdadero. La quinta etapa de formación de células germinales, los espermatozoides, es el resultado final.
Desde el principio hasta el fin, la producción de espermatozoides conlleva alrededor de 72 días. Los espermatozoides pasan los primeros 50 días en los testículos y los últimos 22 a 24 en el epidídimo. En el epidídimo el esperma madura y adquiere motilidad.
Estructura del Espermatozoide
El espermatozoide es la célula sexual masculina (gameto masculino) que se produce en los testículos. Es una célula haploide, posee 23 cromosomas, la mitad del material genético que el resto de las células del organismo. Su tamaño es microscópico (unas 60 micras), siendo 85,000 veces menor que el gameto femenino. Los espermatozoides son más pequeños que la mayoría de las células del cuerpo. Se producen aproximadamente de 100 a 300 millones de espermatozoides cada día. Está compuesto por tres partes principales:
- Cabeza: Tiene una forma ovalada y un tamaño entre 5 y 8 micras. Contiene el núcleo haploide extremadamente compacto con muy poco citoplasma, donde permanecen condensados los 23 cromosomas. Esta parte es la única que entra dentro del óvulo.
- Acrosoma: Cubre la mayor parte de la cabeza del espermatozoide como una "tapa", ocupando los dos primeros tercios del volumen total y encontrándose en el extremo del espermatozoide. Está lleno de enzimas lisosómicas importantes para preparar los espermatozoides para participar en la fertilización, ayudando a deshacer la zona pelúcida del óvulo para poder penetrar en su interior.
- Membrana plasmática: Rodea al acrosoma y al núcleo para separarlos del resto del cuerpo del espermatozoide.
- Pieza intermedia (Cuello): Se sitúa entre la cabeza y la cola, midiendo entre 6 y 12 micras. En su interior existen miles de mitocondrias apretadas que se encargan de obtener la energía necesaria para producir el movimiento flagelar que permite el avance del espermatozoide.
- Cola (Flagelo): Es una estructura larga (aproximadamente 50 µm de longitud) que se extiende desde el cuello y la pieza media. Su función principal es permitir la movilidad espermática mediante su movimiento ondeante o serpenteante, lo que le permite mover todo el espermatozoide. Una velocidad de nado de aproximadamente 3 milímetros por minuto. Cualquier alteración en la cola espermática que impida el movimiento progresivo de los espermatozoides será motivo de infertilidad masculina. Una vez el espermatozoide llega hasta el óvulo y su núcleo entra en el interior, la cola se pierde.
La función principal de los espermatozoides es perpetuar la especie por medio de la reproducción sexual, permitiendo la reproducción sexual gracias a su unión con el óvulo femenino durante la fecundación. Otra función es determinar el sexo del futuro bebé, en función del reparto cromosómico que tiene lugar en la meiosis, la célula espermática poseerá el cromosoma X (sexo femenino) o el cromosoma Y (sexo masculino).
El Eyaculado y el Semen
El eyaculado es la expulsión o emisión de semen, un líquido viscoso y blanquecino que es expulsado a través del pene. El semen está compuesto por:
- Plasma seminal: Se forma por el aporte de los testículos, el epidídimo, las vesículas seminales, la próstata, las glándulas de Cowper, las glándulas de Littre y los vasos deferentes. Las vesículas seminales aportan aproximadamente el 60% del volumen del semen. Es viscoso, de color blanco y contiene agua, mucina, proteínas y sales.
- Espermatozoides: Millones de ellos. Constituyen el gameto masculino. Los espermatozoides constituyen solo el 5 por ciento del volumen final de semen.
Recorrido de los Espermatozoides en la Eyaculación
Durante la relación sexual, el hombre eyacula millones de espermatozoides. Durante la eyaculación, los espermatozoides fluyen fuera de los testículos a través del vaso deferente y dentro del tracto urinario. A medida que el semen sale del cuerpo a través de la uretra, la próstata y otras glándulas agregan fluidos seminales. Este líquido suministra la mayor parte del volumen del semen, y con él se expulsan los espermatozoides durante la eyaculación.
El transporte de los espermatozoides a través del tracto reproductor femenino es muy rápido: se tarda unos 15 minutos en llegar a la cavidad abdominal y sobre 1 hora en llegar al óvulo maduro. Debido a la acidez de la vagina, muchos de ellos morirán, permaneciendo el resto en las criptas del cuello uterino por 48 a 72 horas. Durante ese tiempo algunos espermatozoides se liberan en pequeñas cantidades y se dirigen a las trompas de Falopio, sitio donde ocurrirá la posible fecundación. En el recorrido hay muchas cavidades, pliegues, etc., que pueden impedir que muchos de los espermatozoides alcancen su destino final, por esta razón se necesitan tantos espermatozoides para el proceso de fertilización.
La capacitación dura aproximadamente 5-6 horas. Es un proceso dependiente de calcio que implica la activación de ATPasa, la redistribución de los receptores de manosa, glicoproteínas y glicolípidos en la superficie de los espermatozoides, y la hiperactivación. El espermatozoide se une inicialmente a la zona pelúcida, una membrana semipermeable. La reacción acrosómica implica la fusión de las membranas acrosomal exterior e interior, cambios en los potenciales de membrana, modificación del pH, hinchazón y liberación de enzimas acrosomales. Esta reacción se acompaña de modificaciones en la membrana plasmática del espermatozoide. El espermatozoide con el acrosoma reaccionado puede pasar a través de la zona pelúcida en el espacio perivitelino (este proceso puede tardar alrededor de 1 hora). La fusión se produce entre la membrana plasmática del espermatozoide y el oolemma.
Alteraciones de los Espermatozoides y su Calidad
Existen varias alteraciones relacionadas con los espermatozoides que pueden dificultar la concepción de manera natural, provocando infertilidad en el hombre. La cantidad y la calidad de los espermatozoides son decisivas para determinar las posibilidades de fecundación.
- Oligozoospermia: Baja concentración de espermatozoides en el semen.
- Astenozoospermia: Alteración de la movilidad espermática debido a defectos que impiden o dificultan el avance de los espermatozoides.
- Teratozoospermia: Espermatozoides presentan una mala morfología, ya sea en la cabeza, en el cuello o en la cola.
- Fragmentación del ADN: El material genético condensado en el núcleo de la cabeza espermática presenta roturas.
La consecuencia de estas alteraciones es la incapacidad de recorrer el camino hasta el óvulo y problemas para la fecundación. Suelen tener su origen en errores durante la producción en los testículos o alteraciones adquiridas a lo largo de la maduración y recorrido de los espermatozoides.
Factores ambientales como la exposición a contaminantes (pesticidas, fertilizantes, disolventes), el consumo de tóxicos o el estrés, pueden tener un efecto negativo en la calidad seminal. Por ello, un solo estudio seminal no es suficiente para establecer el diagnóstico de un factor masculino, sino que debe confirmarse con un segundo estudio entre mes y medio y dos meses.
Vida útil y Velocidad de los Espermatozoides
Desde la eyaculación, los espermatozoides suelen vivir durante 2-5 días en el interior del aparato reproductor femenino, donde las condiciones de humedad y temperatura son idóneas. 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. La mayor capacidad fecundante se concentra durante las primeras 24 a 48 horas posteriores a la eyaculación.
La velocidad de los espermatozoides se clasifica en:
- Grupo A (movilidad progresiva rápida): Aproximadamente 25 micras por segundo.
- Grupo B: Entre 5 y 24 micras por segundo.
- Grupo C: Inferior a 5 micras por segundo.
- Grupo D: Carecen de movilidad.