Los espermatozoides de los mamíferos, incluidos los humanos, son sorprendentemente selectivos en cuanto a la temperatura, prosperando en condiciones que son unos pocos grados más bajas que la temperatura corporal normal. Sin embargo, dado que el tracto reproductivo femenino es más cálido que la temperatura corporal estándar, surge la pregunta de cómo estos nadadores sensibles al calor logran fertilizar un óvulo en un entorno tan cálido.
Una investigación reciente de la Escuela de Medicina de la Universidad de Washington en San Luis ha aportado una respuesta. Las temperaturas más elevadas, como las del tracto reproductivo femenino, activan una señal específica que modifica el comportamiento de los espermatozoides, transformando sus movimientos relativamente suaves utilizados para la navegación en movimientos más enérgicos y torcidos necesarios para entrar en el óvulo y llevar a cabo la fertilización. Este descubrimiento no solo aclara un aspecto fundamental de la biología reproductiva, sino que también abre nuevas vías para el desarrollo de anticonceptivos masculinos y tratamientos para la infertilidad masculina.
El papel del CatSper en la fertilización
En estudios realizados con ratones, los investigadores identificaron una proteína específica, común a todos los mamíferos, que desencadena un estado hiperactivo en los espermatozoides cuando la temperatura circundante coincide con la del tracto reproductivo femenino. Estos hallazgos, publicados en la revista Nature Communications, también ayudan a explicar la evolución de la anatomía mamífera.
El Dr. Polina Lishko, investigador de la Universidad de Washington y profesor de biología celular y fisiología, subraya la importancia de este estado hiperactivo: «Ese estado hiperactivo en los espermatozoides es clave para la fertilización exitosa, y nadie sabía exactamente cómo la temperatura lo desencadena». Esta investigación ha identificado un interruptor controlado por la temperatura en los espermatozoides que activa estos movimientos incrementados en el momento preciso durante la fertilización.
Todos los mamíferos poseen una proteína llamada CatSper, que se encuentra incrustada en la superficie de los espermatozoides y controla la entrada de partículas necesarias para impulsar los movimientos hiperactivos en la cola de los espermatozoides. Aunque se desconocía la activación por temperatura de CatSper, se creía que se activaba por una combinación del nivel de pH en el canal reproductivo femenino y, en primates, por la progesterona, una hormona reproductiva femenina. Sin embargo, esta teoría no se sostenía completamente, ya que la mayoría de los espermatozoides de mamíferos no responden a la progesterona, lo que sugiere que había otro factor controlador que activaba el interruptor de CatSper.
La evolución de los mamíferos ha desarrollado formas ingeniosas de mantener los órganos reproductores masculinos a temperaturas iguales o inferiores a 34 grados Celsius. Por ejemplo, los delfines reducen la temperatura de la sangre destinada a sus testículos internos al hacerla pasar primero por su aleta dorsal, mientras que los elefantes utilizan un sistema similar que enfría la sangre a través de sus orejas. La mayoría de los otros mamíferos, incluidos los humanos, producen y almacenan espermatozoides en los testículos fuera de su cuerpo. Por otro lado, los animales que no cuentan con estas adaptaciones de enfriamiento, como las aves, carecen de las proteínas CatSper en sus espermatozoides.
Utilizando herramientas y técnicas a escala microscópica originalmente desarrolladas para estudiar células cerebrales, el equipo de Lishko observó el patrón de cargas eléctricas distintivas de la activación de CatSper en células espermáticas individuales, registrando picos claros cuando la temperatura circundante superaba los 38 grados Celsius. Con CatSper activado, el comportamiento del espermatozoide pasaba de movimientos suaves a movimientos hiperactivos, necesarios para entrar en el óvulo durante la fertilización.
La comprensión del papel de la temperatura en la fertilidad podría contribuir a mejorar los métodos de anticoncepción masculina y los tratamientos para la infertilidad. Dado que CatSper solo se encuentra en los espermatozoides, enfocarse en él no afectaría a otras funciones corporales. Aunque ha habido intentos de desarrollar anticonceptivos que desactiven este canal, Lishko menciona que estos no han sido muy efectivos hasta el momento. Los conocimientos derivados de este descubrimiento podrían señalar nuevas aproximaciones en este campo.
El Dr. Lishko sugiere que, en lugar de crear inhibidores, podría ser posible activar CatSper mediante el aumento de temperatura, lo que permitiría encender prematuramente este canal y agotar la energía de los espermatozoides, de modo que, cuando finalmente estén listos para entrar en el óvulo, ya no tengan la fuerza necesaria para llevar a cabo la fertilización.
