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El rompecabezas de la atracción de la superficie y el esperma
En 1963, el zoólogo Lord Rothschild descubrió que los espermatozoides en una gota de semen de toro tendían a distribuirse de una manera específica no aleatoria. Por alguna razón, era mucho más probable que estuvieran cerca de la superficie de la gota que cerca de su centro.
Desde entonces, muchos biólogos han notado el hecho de que los espermatozoides de todo tipo tienden a congregarse cerca de una superficie en lugar de sobre ella o lejos de ella. De hecho, tienden a navegar a una distancia determinada de una superficie como el cubreobjetos o el portaobjetos bajo un microscopio, comportamiento que ha resultado muy útil para los biólogos que estudian estas células.
El motivo por el que los espermatozoides deben comportarse de esta manera ha desconcertado a los biólogos durante mucho tiempo. Ahora David Smith y John Blake de la Universidad de Birmingham en el Reino Unido arrojan algo de luz sobre el asunto al crear un modelo de dinámica de fluidos de un espermatozoide nadador y las fuerzas que operan en esta escala.
Su conclusión es que la acumulación cerca de las superficies es un efecto puramente de la dinámica de fluidos más que cualquier tipo de comportamiento de búsqueda de superficies de los propios espermatozoides. Sin embargo, el efecto es sutil y surge solo en largas simulaciones del comportamiento de los espermatozoides en los fluidos.
Smith y Blake dicen que hay varios efectos en juego. Primero, hay una fuerza dinámica de fluido muy débil que empuja a las células hacia una superficie.
Sin embargo, por diversas razones, un espermatozoide tiende a adoptar una actitud específica cuando se acerca a una superficie: la cola tiende a asentarse más cerca de la superficie que la cabeza. Esta inclinación hace que los espermatozoides naden lejos de la superficie.
A esto se suma el movimiento de cabeceo natural de un espermatozoide mientras nada, lo que hace que nade primero alejándose y luego hacia una superficie.
Smith y Blake simularon el efecto de estas fuerzas y las repitieron. Descubrieron que después de 8000 ciclos, la trayectoria de nado de un espermatozoide siempre tendería hacia una distancia específica de la superficie. La superficie no atrae simplemente a la célula; Causa un cabeceo alterno hacia y desde la superficie que dirige la celda a esta distancia mínima, dicen.
Esta convergencia a una distancia específica de una superficie lleva tiempo. Pero Smith y Blake dicen que el tamaño y la forma de la cabeza de la celda aceleran significativamente esto.
Así que ese es un efecto sutil que contribuye en gran medida a aclarar este misterio de larga data.
Sin embargo, plantea una serie de otras preguntas, como por qué los espermatozoides llegan a tener esta extraña propiedad en el primer caso. ¿Es un artefacto observado solo en las circunstancias altamente artificiales que ocurren bajo un cubreobjetos y microscopios? ¿O es biológicamente significativo, en cuyo caso, cómo evolucionó y por qué?
Y finalmente, ¿se puede aprovechar esta mejor comprensión del comportamiento de los espermatozoides en los tratamientos de fertilidad? Aproximadamente 1 de cada 6 parejas en el mundo occidental tiene problemas para concebir y de estas aproximadamente la mitad se cree que es el resultado de problemas relacionados con los espermatozoides.
Una mejor comprensión de la motilidad de los espermatozoides seguramente algún día ayudará y también podría ser importante en otras áreas, como la cría de animales domésticos y la conservación de la vida silvestre.
Ref: arxiv.org/abs/1007.2153 : Acumulación superficial de espermatazoos: un fenómeno fluidodinámico