El Espermatozoide: Célula Clave en la Reproducción y su Relación con la Longevidad Masculina

El espermatozoide es la célula sexual masculina que se produce en los testículos del hombre a través del proceso conocido como espermatogénesis. La función principal de los gametos masculinos es permitir la reproducción sexual gracias a su unión con el óvulo femenino durante la fecundación. Para ello, es muy importante que los espermatozoides mantengan su estructura y ADN íntegro durante su trayecto hacia el óvulo.

Definición y Función del Espermatozoide

El espermatozoide es el gameto masculino destinado a la fecundación del óvulo, es decir, la célula reproductora que aporta el varón para la formación de un embrión que pueda anidar en el útero materno y dar lugar a un embarazo. Para que esto sea posible, tanto el gameto masculino como el femenino deben poseer la mitad de material genético que el resto de las células del organismo. Por tanto, el espermatozoide es una célula haploide: posee 23 cromosomas.

Esta reducción del material genético se consigue gracias al proceso de meiosis que tiene lugar durante la formación de espermatozoides en el testículo. Después de la fecundación del óvulo con el espermatozoide y la fusión de ambos núcleos, se restablece la dotación genética característica del ser humano: 46 cromosomas. La célula resultante de esta unión es el cigoto.

Como se ha indicado anteriormente, la principal función del espermatozoide es perpetuar la especie por medio de la reproducción sexual. Además, para que esto sea posible, es necesario el coito entre un hombre y una mujer para poner en contacto sus gametos. Los espermatozoides del varón se encuentran suspendidos en el semen, el cual es expulsado dentro del tracto reproductor femenino gracias a la eyaculación. A partir de aquí, los espermatozoides viajarán hasta las trompas de Falopio gracias a su movimiento para encontrarse con el óvulo.

Otra función que corre por parte del espermatozoide 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).

Estructura 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, cuello y cola, con una longitud total de unas 50-60 micras. La forma de los espermatozoides es similar en la mayoría de las especies, sobre todo en los mamíferos, aunque pueden existir pequeñas diferencias. Lo más peculiar del espermatozoide es que es la única célula humana con flagelo, la cola que le permite moverse.

Cabeza del Espermatozoide

La cabeza del espermatozoide tiene una forma ovalada y un tamaño entre 5 y 8 micras. En ella se pueden diferenciar las siguientes partes:

• Acrosoma: ocupa los dos primeros tercios del volumen total y se encuentra en el extremo del espermatozoide. Contiene enzimas proteolíticas que ayudan a deshacer la zona pelúcida del óvulo para poder penetrar en su interior sin problemas.
• Núcleo: es donde permanecen condensados los 23 cromosomas, es decir, la mitad de la información genética del futuro embrión. Esta parte es la única que entra dentro del óvulo y, por ello, es la más importante del espermatozoide. Su función es fusionarse con el núcleo del óvulo para completar la dotación genética del nuevo ser.
• Membrana plasmática: rodea al acrosoma y al núcleo para separarlos del resto de cuerpo del espermatozoide. En su interior se encuentra una pequeña cantidad de citoplasma con altos niveles de ácidos grasos polinsaturados.

Pieza Intermedia (Cuello)

La pieza intermedia se corresponde con el cuello del espermatozoide y, por tanto, se sitúa entre la cabeza y la cola. Mide entre 6 y 12 micras, es un poco más larga que la cabeza y su grosor apenas es visible al microscopio. En su interior existen miles de mitocondrias que se encargan de obtener la energía necesaria para producir el movimiento flagelar que permite el avance del espermatozoide.

Cola (Flagelo)

La cola del espermatozoide, también llamada flagelo, es una estructura larga cuya función principal es permitir la movilidad espermática mediante su movimiento ondeante o serpenteante. La longitud de la cola del espermatozoide es de 50 µm aproximadamente, lo cual permite 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.

Alteraciones de los Espermatozoides y Fertilidad Masculina

Existen varias alteraciones relacionadas con los espermatozoides que pueden dificultar la concepción de manera natural. A continuación, se comentan las anomalías más frecuentes que provocan infertilidad en el hombre:

• Oligozoospermia: hace referencia a una baja concentración de espermatozoides en el semen.
• Astenozoospermia: es la alteración de la movilidad espermática debido a defectos que impiden o dificultan el avance de los espermatozoides. Los espermatozoides con movilidad progresiva rápida (grupo A) pueden desplazarse a una velocidad aproximada de 25 micras por segundo, mientras que los de tipo B lo hacen entre 5 y 24 micras por segundo. Los espermatozoides de tipo C tienen una velocidad inferior a las 5 micras por segundo y los de tipo D carecen de movilidad.
• Teratozoospermia: es cuando los espermatozoides presentan una mala morfología, ya sea en la cabeza, en el cuello o en la cola. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), cuando más del 4 por ciento de espermatozoides presentan una morfología normal se considera dentro de los valores de normalidad.
• Fragmentación del ADN: el material genético condensado en el núcleo de la cabeza espermática presenta roturas.

La consecuencia de todas estas alteraciones espermáticas es la incapacidad de recorrer todo el camino para llegar hasta el óvulo en la trompa de Falopio y, en caso de poder alcanzarlo, presentar problemas para que la fecundación tenga lugar. Las alteraciones en la estructura del espermatozoide que llevan a esta situación de esterilidad suelen tener su origen en errores durante la producción en los testículos. Asimismo, también pueden tener lugar alteraciones adquiridas a lo largo de la maduración de los espermatozoides y su recorrido hasta que son expulsados en el eyaculado. En función de la gravedad del factor masculino, la pareja que se encuentre en búsqueda de un embarazo tendrá que valorar la opción de recurrir a las técnicas de reproducción asistida.

Factores Ambientales y de Estilo de Vida que Afectan la Calidad Espermática

A diferencia de las mujeres que nacen con un número determinado de células sexuales, los varones producen espermatozoides diariamente a partir de la pubertad. Esta producción diaria 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. Por esta razón, 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. Estudios han demostrado que las mejores muestras de semen suelen obtenerse cuando el hombre lleva varios días sin tener relaciones sexuales, mientras que las peores se daban durante los meses de verano y en aquellos que fumaban marihuana. La marihuana es considerada un potencial factor de riesgo preocupante para dañar la calidad del esperma.

Para mejorar el número, motilidad y calidad de los espermatozoides, se recomienda un estilo de vida saludable que incluye:

• Mantener los testículos ligeramente más fríos que la temperatura corporal.
• Dejar de fumar.
• Reducir el consumo de alcohol.
• Evitar las drogas recreativas.
• Consultar al médico sobre medicamentos que se estén tomando, ya que algunos pueden afectar la fertilidad masculina.
• Intentar reducir el estrés, ya que el estrés intenso puede limitar la producción de espermatozoides.

Supervivencia del Espermatozoide

La supervivencia del espermatozoide depende del entorno en la que se encuentre. El aparato reproductor masculino le aporta las condiciones y nutrientes ideales para vivir, con una temperatura (37 a 37.5 ºC) y un grado de acidez ambiental o pH, que se debe situar entre 7 y 7.5 puntos. En cuanto se eyaculan fuera del cuerpo y pierden estas condiciones, mueren en pocos minutos.

Tiempo de Vida en el Cuerpo Femenino

Los espermatozoides solo sobreviven fuera del testículo cuando se eyaculan en el interior de la vagina. En torno al momento de la ovulación, el pH vaginal aumenta hasta llegar a 7-7.5 puntos, por lo que los espermatozoides depositados en esta etapa pueden llegar a vivir de 2 a 5 días en su interior. Fuera del periodo ovulatorio, mueren pasados unos 20-30 minutos. Por tanto, en el momento de la ovulación, cuando la mujer es más fértil, los espermatozoides encuentran el medio más adecuado para su supervivencia, lo que favorece su objetivo de fecundar el óvulo para generar un embrión.

Numerosos estudios han demostrado que es posible la reproducción hasta cinco o seis días después del coito, gracias a espermatozoides que se encontraban presentes en el moco cervical o en las trompas de Falopio. No obstante, esto no es lo habitual y la mayoría de los espermatozoides presentes en el útero mueren a las 24-48 horas tras la eyaculación. Además, cuanto más tiempo haya pasado después de su secreción, menos probable será la fecundación del óvulo, debido a que 60 minutos después de su eyaculación, la capacidad fecundante del espermatozoide disminuye drásticamente.

Almacenamiento y Criopreservación

En ocasiones, por ejemplo, cuando se deben hacer estudios del semen (seminograma, TUNEL espermático, FISH, etc.) o para su utilización en técnicas de reproducción asistida (FIV, inseminación artificial, donación, etc.), la muestra seminal se debe obtener en un bote estéril y conservar en las mejores condiciones para que en su traslado al laboratorio se conserve lo mejor posible. Es necesario mantenerla a una temperatura similar a la corporal (37 a 37.5 °C) y protegerla tanto de la luz solar como de la artificial, permitiendo así que pueda ser analizada y/o empleada con fines reproductivos con las condiciones más favorables posibles.

Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), en un eyaculado se pueden encontrar hasta un 42% de espermatozoides muertos. Mediante la congelación de la muestra de semen en nitrógeno líquido a 196°C bajo cero, se asegura que sus características y capacidad fecundante no se verán alteradas mientras este criogenizado, pudiendo mantenerlas indefinidamente hasta su utilización. En muchos bancos de esperma, los espermatozoides pueden sobrevivir durante décadas y, de hecho, indefinidamente. Los plazos de almacenamiento se deben más a razones legales que a la fecha de caducidad de los espermatozoides congelados.

Producción de Espermatozoides y Edad Masculina

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. En los testículos, un sistema de tubos llamado túbulos seminíferos alberga las células germinales que las hormonas como la testosterona transforman en espermatozoides. Una vez que los espermatozoides tienen cola, se mueven hacia el epidídimo, un tubo detrás de los testículos, donde continuarán desarrollándose y viajando a lo largo del epidídimo durante otras cinco semanas.

Una célula germinal tarda alrededor de 2.5 meses en madurar para convertirse en un espermatozoide capaz de fecundar un óvulo. Aunque parezca mucho tiempo, la mayoría de los hombres producen millones de espermatozoides cada día. Debido a que el cuerpo masculino produce constantemente espermatozoides, un hombre sano siempre tendrá espermatozoides en el semen y no se quedará sin ellos, incluso si eyacula varias veces al día. Sin embargo, a medida que un hombre envejece, a partir de los 60 años aproximadamente, los testículos disminuyen de tamaño y la movilidad de los espermatozoides es menor, y estos pueden presentar más mutaciones. Esto no significa que finalice la edad reproductiva masculina, pero si se desea descendencia con esa edad, lo recomendable es realizar un Diagnóstico Genético Preimplantacional (DGP), además de pruebas complementarias como una amniocentesis o biopsia de corión.

Calidad del Semen y Longevidad Masculina

La investigación, publicada en Human Reproduction, ha analizado los datos de 78.284 hombres a lo largo de 50 años y ha encontrado que aquellos con un mayor número de espermatozoides móviles pueden vivir hasta 2.7 años más que quienes tienen una calidad seminal más baja. El estudio, liderado por Lærke Priskorn y Niels Jørgensen del Hospital Universitario de Copenhague-Rigshospitalet (Dinamarca), utilizó datos de hombres evaluados en el laboratorio público de análisis de semen de Copenhague entre 1965 y 2015. Estos varones acudieron al centro debido a problemas de infertilidad en la pareja, lo que permitió contar con una muestra representativa de individuos con diferentes niveles de calidad seminal, desde valores óptimos hasta ausencia total de espermatozoides.

El estudio calculó la longevidad de los hombres según la calidad de su semen y encontró que aquellos con la mejor calidad podían vivir, en promedio, entre dos y tres años más que aquellos con los valores más bajos. Los investigadores evaluaron el volumen del semen, la concentración de espermatozoides y la proporción de estos que eran móviles y tenían una forma normal. Durante el seguimiento, cruzaron los datos con los registros nacionales de salud de Dinamarca, lo que les permitió conocer cuántos de estos hombres fallecieron y por qué causas. En total, 8.600 de ellos murieron durante el periodo analizado, lo que representa el 11% de la muestra.

Detección de Riesgos de Salud

Niels Jørgensen destaca que estos resultados pueden servir para identificar a subgrupos de hombres con calidad seminal deteriorada que, aunque aparentemente sanos en el momento del análisis, podrían tener un mayor riesgo de desarrollar enfermedades en el futuro. El estudio sugiere la identificación de subgrupos que aparentemente están sanos cuando se evalúan, pero que hay un mayor riesgo de desarrollar ciertas enfermedades más adelante. Sin embargo, el estudio no analizó si la mala calidad del semen se asocia con un mayor riesgo de muerte por causas concretas, como cáncer o enfermedades cardiovasculares, aunque los investigadores planean abordar esta cuestión en futuras investigaciones. También buscan identificar biomarcadores que permitan detectar a los hombres con mayor vulnerabilidad a desarrollar patologías, lo que podría facilitar la implementación de estrategias de prevención.

El profesor emérito John Aitken, de la Universidad de Newcastle en Australia, califica la investigación como un "hito" en la comprensión de la relación entre fertilidad masculina y longevidad. Señala como posible culpable de esta baja calidad el estrés oxidativo, un proceso patológico fundamental que atraviesa todas las vías epidemiológicas. El estrés oxidativo, un desequilibrio en el cuerpo de moléculas llamadas "radicales libres" y antioxidantes, se sabe que daña las células e influye en la calidad del semen, y está involucrado en el proceso de envejecimiento. Cualquier factor (genético, inmunológico, metabólico, ambiental o de estilo de vida) que aumente los niveles generales de estrés oxidativo, podría impulsar cambios en el perfil del semen y los patrones subsiguientes de mortalidad.

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