Patologías del Espermatozoide y su Impacto en la Fertilidad Masculina

Los trastornos en el semen incluyen defectos en la calidad y la cantidad de espermatozoides producidos, así como anomalías en la emisión del semen. Estas patologías representan una de las principales causas de infertilidad masculina, influyendo directamente en las posibilidades de lograr un embarazo. Un diagnóstico preciso se realiza mediante estudios genéticos y análisis de semen.

El espermatozoide es la célula sexual masculina que se produce en los testículos del hombre a través del proceso conocido como espermatogénesis. Su función principal es permitir la reproducción sexual mediante la fecundación del óvulo femenino. Para ello, es muy importante que los espermatozoides mantengan su estructura y ADN íntegro durante su trayecto hacia el óvulo. Otra función crucial del espermatozoide es determinar el sexo del futuro bebé, dependiendo de si posee el cromosoma X o Y.

Anatomía y Función del Espermatozoide

El microscopista Anton van Leeuwenhoek fue la primera persona que describió el espermatozoide en el año 1677. Se trata de una célula alargada que posee cabeza, pieza intermedia (cuello) y cola, con una longitud total de unas 50-60 micras. Es la única célula humana con flagelo, la cola que le permite moverse.

Partes del Espermatozoide

• Cabeza: Tiene una forma ovalada y un tamaño entre 5 y 8 micras. Contiene las siguientes partes:
  • Acrosoma: Ocupa los dos primeros tercios del volumen total y se encuentra en el extremo. Contiene enzimas proteolíticas que ayudan a deshacer la zona pelúcida del óvulo para penetrar en su interior.
  • Núcleo: Aquí permanecen condensados los 23 cromosomas, la mitad de la información genética del futuro embrión. Es la única parte que entra dentro del óvulo y su función es fusionarse con el núcleo del óvulo para completar la dotación genética del nuevo ser (cigoto).
  • Membrana plasmática: Rodea el acrosoma y el núcleo, separándolos del resto del cuerpo del espermatozoide. Contiene una pequeña cantidad de citoplasma con altos niveles de ácidos grasos poliinsaturados.
• Pieza Intermedia (Cuello): Se sitúa entre la cabeza y la cola, midiendo entre 6 y 12 micras. Contiene miles de mitocondrias que se encargan de obtener la energía necesaria para producir el movimiento flagelar que permite el avance del espermatozoide. Es importante que la pieza intermedia salga de la parte central de la cabeza y no esté desplazada.
• Cola (Flagelo): Es una estructura larga cuya función principal es permitir la movilidad espermática mediante su movimiento ondeante o serpenteante. Su longitud es de aproximadamente 50 µm, lo que permite una velocidad de nado de unos 3 milímetros por minuto. Cualquier alteración en la cola que impida el movimiento progresivo será motivo de infertilidad masculina. Una vez el espermatozoide llega al óvulo y su núcleo penetra, la cola se pierde.

Fisiopatología y Causas de los Trastornos Espermáticos

La espermatogénesis, el proceso de formación de espermatozoides, se produce continuamente y cada célula germinal requiere 72 a 74 días para madurar completamente. Este proceso es más eficiente a 34° C. Dentro de los túbulos seminíferos, las células de Sertoli regulan la maduración, y las células de Leydig producen la testosterona necesaria. La fructosa normalmente se produce en las vesículas seminales y es secretada a través de los conductos eyaculatorios.

La producción diaria de células espermáticas implica que factores externos pueden interferir en el proceso de maduración. Una espermatogénesis alterada, así como algunas patologías del epidídimo, se han relacionado con un porcentaje elevado de espermatozoides morfológicamente anormales.

Factores que Deterioran la Espermatogénesis

La espermatogénesis puede afectarse por diversos factores que producen una cantidad inadecuada o defectos en la calidad de los espermatozoides. Algunos de ellos incluyen:

• Calor: Temperaturas elevadas en el escroto pueden afectar la producción y calidad del esperma.
• Trastornos:
  • Endocrinos: Niveles hormonales desequilibrados (hipotálamo, hipófisis, testículos) pueden alterar la producción de esperma.
  • Genéticos: Alteraciones genéticas (p. ej., síndrome de Klinefelter, microdeleciones en el cromosoma Y) pueden causar desarrollo irregular de los órganos reproductores o reducir la producción de espermatozoides. Mutaciones del gen CFTR (fibrosis quística) pueden llevar a la ausencia congénita de conductos deferentes.
  • Urogenitales: Problemas estructurales o funcionales del sistema urogenital.
• Medicamentos: Esteroides anabólicos y otros fármacos pueden afectar la espermatogénesis.
• Toxinas: Exposición a sustancias químicas industriales (pesticidas, metales pesados), radiación o rayos X.

Trastornos en la Emisión del Semen

La eyaculación también puede afectarse debido a:

• Eyaculación retrógrada: El semen retrocede hacia la vejiga en lugar de salir por la uretra. Se asocia a menudo con diabetes mellitus, disfunción neurológica, vaciamiento retroperitoneal (p. ej., por linfoma de Hodgkin) y resección transuretral de la próstata. También ciertos medicamentos como los alfabloqueantes pueden afectarla.
• Obstrucción de los conductos: Obstrucción del conducto deferente o los conductos eyaculadores.
• Anomalías congénitas: Ausencia congénita de ambos conductos deferentes o epidídimos, a menudo en hombres con mutaciones del gen CFTR. Casi todos los hombres con fibrosis quística asintomática tienen ausencia bilateral congénita del conducto deferente.
• Ausencia de vesículas seminales: Puede afectar el volumen y composición del semen.

Otras Causas de Infertilidad Masculina

• Disfunción eréctil: Puede provocar infertilidad si impide la relación sexual.
• Infecciones: Algunas infecciones (ITS como gonorrea o VIH, infecciones bacterianas, virales o fúngicas) pueden afectar la calidad del esperma, causar cicatrices que bloquean el paso del esperma, o inflamar los testículos o el epidídimo.
• Tumores: Tanto benignos como malignos pueden afectar directamente a los órganos reproductores o a las glándulas que producen hormonas relacionadas con la reproducción (p. ej., hipófisis).
• Testículos no descendidos (criptorquidia): Si uno o ambos testículos no descienden al escroto durante el desarrollo fetal.
• Anticuerpos antiespermatozoides: Destrucción o inactivación de los espermatozoides por anticuerpos producidos por el propio hombre.
• Hábitos de vida: Consumo de alcohol, tabaquismo, uso de drogas (incluyendo esteroides anabólicos), estrés emocional y obesidad. La ropa ajustada puede perjudicar la calidad espermática al aumentar la temperatura testicular.
• Cirugías previas: Vasectomía, reparaciones de hernia inguinal, cirugías de escroto o testículos, cirugías de próstata y cirugías abdominales mayores.

Tipos de Patologías del Espermatozoide

Cuando uno o varios de los parámetros del seminograma se sitúan por debajo de los valores de referencia establecidos por la OMS, la muestra se considera alterada y se clasifica según la anomalía detectada. Las alteraciones más comunes que provocan infertilidad en el hombre son:

• Oligozoospermia (Oligospermia): Concentración de espermatozoides inferior a 15 millones/ml, o un número total de espermatozoides inferior a 39 millones por eyaculado. Reduce las posibilidades de que un espermatozoide se una al óvulo.
• Azoospermia: Ausencia completa de espermatozoides en el eyaculado «fresco» centrifugado. Afecta aproximadamente al 1,5% de los varones.
  • Azoospermia obstructiva (30% de los casos): Causada por una obstrucción de los conductos de la vía seminal (epidídimo, conductos deferentes, conductos eyaculadores, uretra). Puede deberse a causas genéticas (ausencia de conductos deferentes), infecciones (ITS), traumatismos o secuelas de cirugías.
  • Azoospermia secretora (70% de los casos): Se debe a un fallo en la producción de espermatozoides en los testículos.
• Astenozoospermia: Porcentaje de espermatozoides con movilidad progresiva en el semen inferior al 32%. Un gran porcentaje de espermatozoides se mueve de forma anormal (no en línea recta) o no se mueve en absoluto.
• Teratozoospermia: Cuando los espermatozoides presentan una mala morfología (forma, tamaño, estructura) en la cabeza, el cuello o la cola. La anomalía o patología del semen más frecuente.
• Oligoastenoteratozoospermia (OAT): Combinación de una concentración baja, movilidad reducida y morfología anormal de los espermatozoides. Es la causa más común de infertilidad masculina.
• Hipospermia: Volumen eyaculatorio completo inferior a 1,5 ml. La eyaculación retrógrada es la causa más común, pero también puede deberse a trastornos genéticos, desequilibrios hormonales o anomalías congénitas.
• Aspermia: Volumen eyaculatorio nulo, resultando en orgasmos secos. Puede ser causada por eyaculación retrógrada, trastornos genéticos (fibrosis quística, síndrome de Klinefelter), desequilibrios hormonales o anomalías congénitas.
• Necrozoospermia: Más del 42% de los espermatozoides presentes en el eyaculado están muertos. Es una causa rara de infertilidad masculina.
• Hiperespermia: Volumen de eyaculación superior a 6 ml. Aunque puede tener un impacto en la fertilidad, no necesariamente conduce a problemas si la cantidad de espermatozoides es adecuada.
• Poliespermia: Concentración de espermatozoides superior a 250 millones/ml. Una concentración tan alta puede dificultar su movilidad progresiva y, paradójicamente, ser causa de esterilidad.
• Criptozoospermia: Pocos espermatozoides se encuentran solo en el cultivo de centrifugación examinado a fuerte grosor (x 400), pero no en el examen del eyaculado «fresco».
• Leucocitospermia: Gran cantidad de glóbulos blancos presentes en el semen (≥ 1.000.000/mL), lo que indica una posible infección. Es una anomalía del semen más que de los espermatozoides.
• Fragmentación del ADN: El material genético condensado en el núcleo de la cabeza espermática presenta roturas.

Diagnóstico de los Trastornos Espermáticos

Cuando las parejas son infértiles, siempre debe evaluarse a los hombres en busca de trastornos del semen. La anamnesis y el examen físico se enfocan en causas potenciales (p. ej., trastornos urogenitales). Se debe determinar el volumen de cada testículo, siendo lo normal de 20 a 25 mL.

Análisis de Semen (Seminograma)

Es la prueba fundamental para analizar los espermatozoides. Antes de realizarlo, se recomienda una abstinencia sexual de 2 a 3 días (la OMS sugiere 2 a 7 días). La eyaculación diaria no reduce el recuento de espermatozoides a menos que haya un problema. Se requieren idealmente ≥ 2 muestras con ≥ 1 semana de separación. Cada muestra se obtiene mediante masturbación en un recipiente estéril, preferiblemente en el laboratorio. Después de 20 a 30 minutos a temperatura ambiente, se evalúa el eyaculado.

El seminograma evalúa los siguientes parámetros:

• Volumen: Normalmente ≥ 1,5 ml.
• Número total de espermatozoides: Normalmente ≥ 39 millones por eyaculado.
• Concentración de espermatozoides: Normalmente ≥ 15 millones por ml.
• Vitalidad: Porcentaje de espermatozoides vivos, normalmente ≥ 58%.
• Motilidad progresiva: Porcentaje de espermatozoides que se mueven en línea recta o en grandes círculos, normalmente ≥ 32%.
• Motilidad total: Porcentaje de espermatozoides móviles (progresivos y no progresivos), normalmente ≥ 40%.
• Morfología normal: Porcentaje de espermatozoides con forma normal, normalmente ≥ 4% según criterios de la OMS (2010).
• Licuefacción, viscosidad, pH y color.

Si el análisis de semen es normal, es muy poco probable que se trate de un trastorno espermático grave. Si un hombre con hipogonadismo o ausencia bilateral congénita de conducto deferente tiene un volumen eyaculatorio < 1 mL, debe analizarse la orina después de la eyaculación en busca de espermatozoides. Un número desproporcionadamente grande de espermatozoides en la orina sugiere una eyaculación retrógrada.

Estudios Genéticos

Si se detecta oligozoospermia o azoospermia, se deben indicar pruebas genéticas, que incluyen:

• Cariotipo estándar.
• PCR (reacción en cadena de la polimerasa) de los sitios cromosómicos marcados para detectar microdeleciones que afectan el cromosoma Y.
• Evaluación de mutaciones en el gen CFTR. Antes de que un hombre con una mutación del gen CFTR y su pareja intenten concebir, la pareja también debe ser evaluada en busca del estado de portador de fibrosis quística.

Otras Pruebas

• Evaluación endocrina: Se justifica si el análisis de semen es anormal, especialmente si la concentración de espermatozoides es < 10 millones/mL. Incluye niveles séricos de hormona foliculoestimulante (FSH) y testosterona. Si la testosterona es baja, también se miden los niveles de hormona luteinizante (LH) y prolactina.
• Evaluación de infección: Si el recuento de leucocitos en el semen es ≥ 1.000.000/mL, se realizan pruebas microbiológicas para detectar infecciones (p. ej., gonorrea, clamidias).
• Biopsia testicular: Si es necesario, puede distinguir entre una azoospermia obstructiva y una no obstructiva. Existen distintos tipos, incluyendo punciones, pequeñas incisiones o biopsias microquirúrgicas para casos de mal pronóstico.
• Pruebas especializadas del semen: Pruebas de anticuerpos antiespermáticos, de viabilidad espermática (p. ej., prueba de edema hipoosmótico), y de fragmentación del ADN espermático. Su utilidad es controvertida, pero algunos médicos las consideran útiles para predecir el éxito de la fertilización in vitro.

Morfología Espermática Anormal (Teratozoospermia)

La morfología de los espermatozoides es uno de los aspectos que se estudia en el seminograma. Evaluarla sirve para determinar el porcentaje de espermatozoides con una forma anormal y el tipo de alteraciones que presentan. Aunque todos los varones producen espermatozoides con formas anormales, un porcentaje elevado puede indicar teratozoospermia.

Criterios de Morfología Normal

Para que un espermatozoide se considere morfológicamente normal, debe cumplir con las siguientes características en todas sus partes:

• Cabeza: Ovalada y lisa, con contorno regular. El acrosoma debe abarcar un 40-70% del área de la cabeza.
• Pieza intermedia: Delgada y regular, con una longitud similar a la de la cabeza. Debe salir de la parte central de la cabeza.
• Cola (flagelo): Grosor uniforme y más delgado que la pieza intermedia. Longitud de unos 45 micrómetros, sin signos de rotura (ángulos pronunciados).

Según el criterio de la Organización Mundial de la Salud (OMS) de 2010, una cantidad igual o superior al 4% de espermatozoides con morfología normal se considera dentro de la normalidad. Si hay menos de un 4% de espermatozoides normales, el varón presenta teratozoospermia. Existe otro criterio, el de Kruger, que sitúa el límite de normalidad en el 14%.

Alteraciones Morfológicas Comunes

Los espermatozoides con morfología anormal pueden presentar defectos en cualquiera de sus partes (o en varias):

• Cabeza: Sin cabeza (cabeza de alfiler), pequeña, grande, amorfa, redonda, alargada, piriforme (forma de pera), con acrosoma grande o pequeño, vacuolada (vacuolas que ocupen más del 20% de la cabeza o en la región postacrosomal) o con dos cabezas.
• Pieza intermedia: Asimétrica, engrosada, delgada, curvada de manera muy pronunciada, irregular o con una protuberancia de un tamaño superior a la tercera parte del área de la cabeza (residuo citoplasmático).
• Cola: Sin cola, corta, múltiple, enrollada, con ángulos pronunciados o de grosor irregular.

Una morfología anormal podría afectar a la capacidad de fecundar de un espermatozoide y, además, los espermatozoides anormales podrían tener su ADN alterado. Los espermatozoides alterados pueden tener anomalías genéticas que dificulten o impidan la formación del embrión o su desarrollo, causando un aborto. Por ejemplo, espermatozoides sin cabeza o con acrosoma pequeño/ausente no pueden fecundar.

Tratamiento de los Trastornos Espermáticos

El tratamiento más efectivo en general es la fertilización in vitro mediante inyección intracitoplasmática de espermatozoides (ICSI). Los trastornos urogenitales subyacentes deben ser tratados. Si se detecta una infección, se administran los antibióticos apropiados.

Estrategias de Tratamiento

1. Mejoras en el estilo de vida:
   • Dieta adecuada, reducción del consumo de cafeína.
   • Evitar tabaco, alcohol y drogas ilícitas.
   • Hacer ejercicio.
   • Evitar la exposición a toxinas y el calor excesivo en el escroto (p. ej., ropa ajustada).
   • Manejo del estrés emocional.
   • Control del peso para evitar la obesidad.
2. Suplementos alimenticios: En algunos casos, se sugieren suplementos ricos en antioxidantes para evitar el daño al ADN espermático producido por el estrés oxidativo. Sin embargo, sus beneficios no han sido demostrados científicamente de manera robusta.
3. Citrato de Clomifeno: En hombres con recuentos de espermatozoides de 10 o 20 millones/mL y sin trastornos endocrinos, puede estimular la producción de espermatozoides y aumentar el recuento. No está claro si mejora la movilidad o la morfología, y su efecto en la fertilidad no está probado.
4. Técnicas de Reproducción Asistida (TRA): Si el recuento de espermatozoides es < 10 millones/mL o el clomifeno no es útil, las TRA son la opción más efectiva.
   • Inyección intracitoplasmática de espermatozoides (ICSI): Un solo espermatozoide se inyecta directamente en un ovocito. Es ampliamente utilizada, permitiendo la selección morfológica de espermatozoides. Los especialistas pueden recuperar espermatozoides quirúrgicamente incluso en casos de muy pocos o ningún espermatozoide en el eyaculado.
   • Fertilización in vitro (FIV): Los espermatozoides y óvulos se combinan fuera del cuerpo.
   • Inseminación intrauterina (IIU): Usando muestras de espermatozoides lavadas en el momento de la ovulación. La fertilidad puede mejorar con estimulación controlada de los ovarios más IIU.
5. Inseminación con espermatozoides de donante: Si el varón no produce suficientes espermatozoides fértiles, la pareja puede considerar esta opción. El riesgo de enfermedades de transmisión sexual se minimiza mediante el congelamiento de los espermatozoides del donante durante ≥ 6 meses y su reevaluación.

Aunque un espermatozoide anormal puede fecundar, es menos probable que lo consiga debido a su menor movilidad o problemas esenciales para el proceso. La disminución del número y la viabilidad de los espermatozoides no necesariamente impiden el embarazo, pero las probabilidades pueden reducirse. El varicocele es el causante de aproximadamente un 40% de los casos de infertilidad masculina y puede estar relacionado con anomalías en la morfología espermática, principalmente por el aumento de la temperatura testicular y de radicales libres.

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