¿Cómo se producen los espermatozoides?
La producción de espermatozoides denominada espermatogénesis incluye tres procesos: la multiplicación de las células germinales, la reducción del número de cromosomas de un estadio diploide (46 cromosomas) a uno haploide (23 cromosomas) por medio de la meiosis (división de los cromosomas a la mitad) y la formación de una superestructura que genera energía para promover la movilidad y para proteger los cromosomas contra daños de agentes ambientales.
La formación de espermatozoides comienza aproximadamente en el día 24 del desarrollo embrionario en el saco vitelino, produciéndose unas 100 células germinales que migran hacia los esbozos de los órganos genitales. Alrededor de la cuarta semana de desarrollo ya se acumulan cerca de 4.000 en estas. En el segundo mes de desarrollo embrionario, después de la migración de las células germinales a la cresta genital, el número total de células germinales alcanza 300.000 por testículo. En la pubertad, este número se incrementa aproximadamente a 600 millones de espermatogonias por testículo.
Se requieren tres órganos endocrinos para la espermatogénesis: el hipotálamo, la hipófisis y los testículos. El hipotálamo produce la hormona liberadora de gonadotropinas (GnRH) de manera pulsátil cada 90 minutos estimulando a las células del lóbulo anterior de la glándula hipófisis para que liberen la hormona FSH y LH. La FSH actúa en las células de Sertoli y es la hormona estimulante de la espermatogénesis, la LH actúa en las células de Leydig para la producción de testosterona, para la espermatogénesis son necesarias la FSH, la LH y la testosterona. La espermatogénesis se inicia en etapa prepuberal y tiene que mantenerse con requerimientos hormonales específicos. Otra hormona implicada en la espermatogénesis es la prolactina, que en concentraciones normales aumenta el efecto de FSH y testosterona en el aparato reproductor masculino, concentraciones muy elevadas lo inhiben, en hombres con oligozoospermia se encuentra hiperprolactinemia en 10 % de los casos. La hormona inhibina B está también relacionada con la producción de espermatozoides, es producida por las células de Sertoli del testículo, ejerce acción reguladora sobre la hormona FSH, sirviéndonos estas dos últimas hormonas como marcadores para determinar la reserva espermática en adultos con diagnóstico de oligozoospermia.
El desarrollo de los espermatozoides se inicia con las espermatogonias tipo A y se distinguen en los tipos A0, A1, A2, A3 y A4 (también conocida como AD de dark, por oscura) y la A intermedia (también conocida como AP por pale de pálida), requiriéndose por tanto 5 procesos mitóticos primarios para llegar a la formación de espermatogonias tipo B, una parte de estas se divide para formar más espermatogonias tipo B y otra forma más espermatogonias tipo A. Las espermatogonias tipo B se dividen por mitosis y producen espermatocitos primarios, y estos se reproducen por meiosis (reacomodo de los genes para que ninguna célula lleve la misma información genética que otra) convirtiéndose en espermatocitos secundarios, luego ocurre una segunda división meiótica (durante la cual se divide el número de cromosomas, división-reducción) y la célula resultante se llama espermátide, la mitad de estas lleva el cromosoma X y la otra mitad el cromosoma Y. Las espermátides progresan a espermatozoides por medio de múltiples cambios morfológicos. Por consiguiente, el proceso de la espermatogénesis consiste en el paso de una célula germinal, con 23 pares (diploide) de cromosomas, las espermatogonias, a convertirse en una célula con solo 23 pares (haploide) cromosomas, los espermatozoides.
En la pubertad se inicia la diferenciación a partir de la espermatogonia A3. Cada espermatogonia A3 origina 2 AD, y cada AD 2 AP; cada AP, 2 espermatogonias tipo B y cada una de estas origina a 2 espermatocitos primarios, de cada uno de estos se originan dos espermatocitos secundarios, cada uno de los cuales entra en meiosis y da lugar a dos espermátides. Cada espermátide genera un espermatozoide. Así se desarrollan 64 espermatozoides de cada espermatogonia A3 que inicia el proceso de diferenciación. Al menos 20 complejos de espermatogonias entran en proceso de división cada segundo con una liberación continua. En el estadio inicial, un mínimo de 1.5 millones de espermatogonias inicia su ciclo cada día. Debido a que casi la mitad del potencial de producción de espermatozoides se pierde durante la meiosis, el número real de espermatogonias que comienza este proceso es cercano a 3 millones diarios.
¿Cuántos espermatozoides produce diariamente y durante su vida reproductiva el hombre?
Desde la pubertad en que se origina una profunda proliferación celular, el hombre produce alrededor de 100 millones de espermatozoides al día hasta la tercera edad, lo que constituye un total de más de 3 trillones de espermatozoides durante el periodo de la vida reproductiva de este.
¿Cuánto tiempo dura el proceso de espermatogénesis?
El proceso completo de la espermatogénesis requiere de 70 a 74 días (similar al lapso que le toma al óvulo primario para encontrarse en un folículo antral) y el transporte de las células espermáticas de los testículos a las vesículas germinales requiere de 12 a 21 días (similar a los 12-14 días que a un folículo antral le toma convertirse en preovulatorio). El espermatozoide vive en el aparato genital femenino de 24 a 48 horas, pudiendo incluso sobrevivir hasta los 5 días (el óvulo vive 24 horas).
Los espermatozoides del testículo, aunque maduros, no tienen la capacidad suficiente para fertilizar al óvulo por sí solos, sino que necesitan de una serie de cambios para adquirir la capacidad de movimiento y cambios a nivel de membrana para poder reconocer al óvulo. Terminado el proceso de espermatogénesis los espermatozoides se liberan de las células de Sertoli y pasan a la luz de los tubos seminíferos, luego son transportados por los conductos de la rete testis y posteriormente por los conductos deferentes hacia el epidídimo, sin ser todavía gametos funcionales, adquieren la movilidad progresiva a lo largo de este, llegando al extremo caudal aproximadamente a los 74 días de iniciada la espermatogénesis, con su estructura conocida como espermatozoide maduro y con capacidad de fertilizar óvulos.
En el epidídimo permanecen de 2 a 6 días y es donde tiene lugar la decapacitación, proceso que le permite al espermatozoide conservar su vida más tiempo, estabilizando sus membranas e inhibiendo las enzimas acrosómicas, reservándole sus propiedades para cuando le haga falta desplazarse para ir en busca del óvulo, y esto no ocurre hasta después de la eyaculación, se estima que tan solo un 20 % de espermatozoides tienen capacidad para fecundar al óvulo.
¿En qué casos no puede haber espermatozoides en el líquido seminal?
En algunas patologías hay ausencia de producción de espermatozoides en el eyaculado, fenómeno conocido como azoospermia, que se puede deber a las siguientes causas:
Congénitas
- Criptorquidias bilaterales (descenso incompleto de los testículos a la bolsa escrotal), que afecta al 20 % de los pacientes azoospérmicos.
- Microdeleciones del cromosoma Y, que consiste en la pérdida de material genético del cromosoma implicado en la espermatogénesis.
- Alteraciones cromosómicas, como ocurre en el síndrome de Klinefelter (cariotipo 47XXY), representa el 14 % de los casos de azoospermia, se manifiesta por la disminución del desarrollo de los genitales externos, talla alta con predominio de las extremidades inferiores, eunocoidismo, retraso mental y ginecomastia pospuberal, aumento de FSH, LH y disminución de testosterona, etc.
- Fibrosis quística, que se asocia a agenesia bilateral congénita de conductos deferentes acompañada por infecciones bronquiales recurrentes y obstrucción del epidídimo por secreciones espesas.
Adquiridas
- Procesos infecciosos-orquitis urliana (paperas en la adolescencia), la azoospermia se presenta en el 25 % de pacientes que tuvieron esta infección, produciéndose hialinización y esclerosis de los tubos seminíferos.
- Torsiones testiculares, cuando esta no se ha resuelto en un lapso de 12 a 24 horas, habiéndose realizado la orquiectomía (extirpación del testículo).
- Traumatismos, como en el caso de heridas penetrantes o durante una herida contusa donde puede haber un daño grande del testículo o del cordón espermático con desvitalización del órgano y sea necesaria la orquiectomía.
Yatrogénicas:
- Tratamientos con radio-quimioterapia, las radiaciones ionizantes producen aumento de la fragmentación del ADN y afectan la calidad seminal dependiendo de la intensidad y duración de la radiación. La quimioterapia actúa sobre las células que están en división, tanto en las tumorales como el resto de las células incluidas las germinales pudiendo producir afectación inmediata de la espermatogénesis; estos dos tratamientos oncológicos pueden producir azoospermia.
- Tratamientos con testosterona, estrógenos o análogos de GnRH y orquiectomía bilateral.
Dependiendo de la causa de azoospermia existe la posibilidad de encontrar focos de espermatogénesis conservada en el testículo, situación que debe tomarse en cuenta para realizar una o varias biopsias en busca de espermatozoides; requiriéndose incluso en algunos casos explorar el testículo contralateral.