INTRODUCCION:
µGametogenesis
El
espermatozoide y el ovocito, los gametos femenino y masculino, células
altamente especializadas. Cada uno de ellos contiene la mitad del número de
cromosomas (numero haploide) presentes en las células somaticas. El numero de
cromosomas se reduce durante la meiosis, un tipo especial de división celular
que sicede en la gametogenia. La maduración de los gametos se denomina
espermatogenia en los hombres y ovogenia en las mujeres . La secuencia de la
gametogenia es idéntica pero la cronología de los sicesos de la meiosis difiere
en ambos sexos.
La
gametogenia es el proceso de formación y desarrollo de las células
reproductoras especializadas, los gametos. Este proceso, en el que intervienen
los cromosomas y el citoplasma de los gametos , prepara a estas células
sexuales para la fecundación.
µ Espermatogenesis
La espermatogénesis es un proceso que se lleva
a cabo en los testículos (gónadas), que son las glándulas sexuales masculinas.
En su interior se encuentran los túbulos seminíferos, pequeños conductos
enrollados de 30-60 cm de longitud y 0,2 mm de diámetro cada uno. Los dos
testículos contienen alrededor de un millar de túbulos seminíferos. En el
epitelio de los túbulos asientan las células germinativas o espermatogonias y las
células de Sertoli. El corte transversal del túbulo seminífero permite
distinguir las diferentes etapas de la espermatogénesis, por ejemplo,
espermatogonias en la capa basal, espermatocitos en división meiótica o
liberación de espermatozoides hacia el lumen del túbulo.
La
espermatogénesis se inicia cuando el macho alcanza la madurez sexual. En el
hombre se produce alrededor de los 12-13 años de edad. Desde su formación en la
etapa embrionaria, las células germinales permanecen en estado latente junto a
las células de Sertoli en el interior de estructuras denominadas cordones
sexuales. Un poco antes de iniciarse la pubertad, estos cordones se hacen
huecos y aumentan de tamaño, transformándose en túbulos seminíferos. En su
interior, las células germinales producen células madres, que a su vez originan
espermatogonias A por mitosis, iniciándose la espermatogénesis. Estas últimas,
también por mitosis, generan las llamadas espermatogonias B, las cuales se
reproducen a través de múltiples divisiones mitóticas. Las espermatogonias poseen
46 cromosomas en la especie humana, con lo cual son células diploides.
Sucesivas transformaciones dan lugar a espermatocitos primarios,
también diploides pero de un tamaño mucho mayor. Cada espermatocito primario
sufre una primera división por meiosis (meiosis I) y genera dos espermatocitos
secundarios haploides, es decir, con la mitad de la
dotación cromosómica de la especie. A su vez, estos pasan por la meiosis II y
producen cuatro células haploides llamadas espermátidas.
A partir de este momento se inicia la maduración de los espermatozoides
mediante la diferenciación de las espermátidas. Este último paso se denomina
espermiogénesis, que consta de las siguientes transformaciones:
-Reducción total del volumen citoplasmático
-Alargamiento del núcleo que se ubica en la zona anterior (cabeza) del espermatozoide
-Ubicación de las mitocondrias en la parte posterior de la cabeza (cuello)
-Formación de un largo flagelo a partir de los centríolos de la espermátida
En
resumen, la espermatogénesis tiene una duración de 70-75 días, lapso de tiempo
necesario para la diferenciación de espermatogonias en espermatozoides. Se
inicia en la madurez sexual y se mantiene casi hasta el final de la vida. A
partir una célula germinal diploide se generan cuatro células sexuales
haploides producto de divisiones por mitosis y meiosis. Por lo tanto, la
espermatogénesis consta de tres etapas: reproducción, crecimiento y maduración.
La
espermatogénesis se inicia cuando el macho alcanza la madurez sexual. En el
hombre se produce alrededor de los 12-13 años de edad. Desde su formación en la
etapa embrionaria, las células germinales permanecen en estado latente junto a
las células de Sertoli en el interior de estructuras denominadas cordones
sexuales. Un poco antes de iniciarse la pubertad, estos cordones se hacen
huecos y aumentan de tamaño, transformándose en túbulos seminíferos. En su
interior, las células germinales producen células madres, que a su vez originan
espermatogonias A por mitosis, iniciándose la espermatogénesis. Estas últimas,
también por mitosis, generan las llamadas espermatogonias B, las cuales se
reproducen a través de múltiples divisiones mitóticas. Las espermatogonias poseen
46 cromosomas en la especie humana, con lo cual son células diploides.
Sucesivas transformaciones dan lugar a espermatocitos primarios,
también diploides pero de un tamaño mucho mayor. Cada espermatocito primario
sufre una primera división por meiosis (meiosis I) y genera dos espermatocitos
secundarios haploides, es decir, con la mitad de la
dotación cromosómica de la especie. A su vez, estos pasan por la meiosis II y
producen cuatro células haploides llamadas espermátidas.
A partir de este momento se inicia la maduración de los espermatozoides
mediante la diferenciación de las espermátidas. Este último paso se denomina
espermiogénesis, que consta de las siguientes transformaciones:-Reducción total del volumen citoplasmático
-Alargamiento del núcleo que se ubica en la zona anterior (cabeza) del espermatozoide
-Ubicación de las mitocondrias en la parte posterior de la cabeza (cuello)
-Formación de un largo flagelo a partir de los centríolos de la espermátida
En
resumen, la espermatogénesis tiene una duración de 70-75 días, lapso de tiempo
necesario para la diferenciación de espermatogonias en espermatozoides. Se
inicia en la madurez sexual y se mantiene casi hasta el final de la vida. A
partir una célula germinal diploide se generan cuatro células sexuales
haploides producto de divisiones por mitosis y meiosis. Por lo tanto, la
espermatogénesis consta de tres etapas: reproducción, crecimiento y maduración.
Dentro
de los túbulos seminíferos, rodeando a las células germinales, se encuentran
las células de Sertoli. Cuando se llega a la
pubertad, dichas células dejan de reproducirse ni bien comienza la
espermatogénesis y dan lugar a la llamada barrera hematotesticular.
Esta barrera está compuesta por células de Sertoli que se adhieren firmemente
interponiéndose entre los capilares sanguíneos y el epitelio de los túbulos
seminíferos, impidiendo así la acción inmunológica de los linfocitos. Cabe
señalar que el proceso meiótico que se establece en la espermatogénesis genera
proteínas que, de incursionar en el torrente sanguíneo, daría lugar a la
formación de anticuerpos que atentaría contra la fertilidad de la especie. Por
lo tanto, la barrera hematotesticular cumple con la importante misión de evitar
la reacción de los linfocitos y de estimular la evolución y migración de los
espermatocitos hacia la luz tubular. Otra función importante de las células de
Sertoli es la nutrición de las células espermatogénicas, habida cuenta de que
las espermatogonias no tienen acceso a los nutrientes que provee la sangre
debido a la barrera antes mencionada. Además, las células de Sertoli producen
fructosa, eliminan restos citoplasmáticos de las espermátidas y mantienen un
medio adecuado para la transformación de las células germinales.
Esquema de la disposición de las células en el testículo
Microfotografía de la disposición de las células en el testículo
Los
túbulos seminíferos están rodeados de tejido conectivo y de capilares
sanguíneos. Entre estas estructuras están las células
de Leydig, que adoptan formas redondeadas o poligonales. Las
células de Leydig tienen por función producir testosterona, hormona fundamental
que proporciona las características sexuales masculinas en los animales
superiores. La testosterona estimula la producción de espermatozoides, aunque
en altas concentraciones puede llegar a inhibir la espermatogénesis.
Preparado histológico de los túbulos seminíferos
µMorfologia del
espermatozoide:
Para
valorar la forma de un espermatozoide, se observan sus tres estructuras
principales:
·
Cabeza
·
Pieza
intermedia o cuello
·
Cola
La
cabeza del espermatozoide debe ser ovalada, es de mal pronóstico que no
presente el acrosoma (en la punta de la cabeza),asícomo que sea redondeada o
muy alargada. Debe de estar ocupada casi totalmente por el núcleo de la célula,
y no presentar muchas vacuolas en su interior. Las vacuolas son orgánulos que
aparececen de forma habitual, pero si hay muchas o son excesivamente grandes
pueden significar que el ADN está dañado.
La
pieza media o cuello, como su nombre indica está situada entre la cabeza y el
flagelo, y es una zona un poco más ensanchada que la base de la cola. Su
función es primordial porque alberga las mitocondrias, responsables de generar
energía, son elmotor del movimiento del espermatozoide. Las
alteraciones que puede sufrir son presentar una curvatura, ser de mayor grosor
al estándar, presentar irregularidades o incluso no estar presente.
El
flagelo está conformado por las mismas moléculas estructurales responsables del
correcto reparto de cromosomas en la mitosis y meiosis, con lo que un flagelo
irregular reflejará problemas en el reparto de cromosomas, y ante todo, su
movimiento no podrá competir con el bateo de un espermatozoide
normoformo.
Existen
alteraciones muy claras como son la duplicación o ausencia de estas
estructuras, espermatozoides con doble cola, microcefálicos o macrocefálicos no
darían nunca lugar de forma natural a un embrión viable.
Oligozoospermia
Se considera
oligozoospermia cuando el recuento de espermatozoides es menor de 20
millones por mililitro de semen. Las
causas pueden ser múltiples, tales como anorquia unilateral (falta de un
testículo), atresia unilateral de conductos genitales (conductos eferentes,
epidídimo, deferentes o eyaculadores), radiaciones, infecciones virales y transtornos
cromosómicos como el síndrome de Klinefelter. En muchas ocasiones es de causa
desconocida.
Azoospermia
Se aplica este
término ante la ausencia de espermatozoides en dos espermogramas practicados
con 2 meses de intervalo, y el semen está constituido únicamente por líquido
seminal de las glándulas anexas. Las causas pueden ser anorquía bilateral,
atresia bilateral de conductos genitales, radiaciones, infecciones virales,
fármacos, drogas, productos químicos (plaguicidas), quimioterapia y transtornos
cromosómicos o genéticos como el síndrome de Klinefelter y el síndrome de
feminización testicular. Puede ser primaria (en la cual el transtorno se
produce en la vida intrauterina, en a infancia o en la etapa prepuberal) o
secundaria; en ésta última la alteración se produce en la edad adulta y puede
ser originada por deficiencia de las hormonas del eje hipotálamo-hipófisis
testículo (por ejemplo, por un tumor hipofisiario), por desnutrición grave,
diabetes, etcétera.
Teratozoospermia
Se considera
teratozoospermia a la presencia de más de 20 % de espermatozoides anormales en
el semen, aún cuando la cantidad total espermatozoides sea normal. Esta
situación se puede producir por exposición prolongada al calor (panaderos,
calderos, ropa muy ajustada, etcétera) criptorquidia unilateral o bilateral,
exposición a plaguicidas, fármacos, drogas, radiaciones ionizantes,
quimioterapia, alteraciones hormonales, etcétera.
MOVILIDAD DE LOS
ESPERMATOZOIDES
Para la correcta
evaluación de la movilidad, el espermograma debe haber sido hecho en las
primeras 2 h de haberse producido el eyaculado, a un mayor intervalo de tiempo
desde la eyaculación se hallará un menor porcentaje de espermatozoides móviles.
Se considera normal
cuando el 50 % de los espermatozoides o más presentan una movilidad progresiva
rápida (categoría a). La disminución de la movilidad se denomina
astenozoospermia, puede ser un hallazgo aislado en el espermograma o
acompañarse de alteraciones en la concentración y morfología normal de los
espermatozoides (que es lo más común), en este último caso indica un daño
global de la espermatogénesis. La disminución de la movilidad espermática tiene
múltiples causas que no son posible diagnosticar por el simple análisis seminal
y en la mayoría de los casos tampoco es posible establecer un pronóstico por
este examen. Una excepción a lo dicho anteriormente es el hallazgo de una
movilidad menor del 5 % o incluso nula por completo, asociada a densidad,
morfología y viabilidad espermática normal o muy cercanas a lo normal, en este
caso es muy probable se trate de un síndrome de cilias inmóviles, trastorno de
causa genética que es irreversible y que por tanto hasta el presente los
pacientes son definitivamente estériles; el diagnóstico de certeza se realiza
por medio de la microscopia electrónica.12
Se considera que es
menos probable que un hombre sea fértil si tiene menos del 40 % de
espermatozoides con movimiento lineal progresivo, pero no existe una relación
directa entre el porcentaje de espermatozoides móviles y la fertilidad
potencial de un individuo.
VIABILIDAD DE LOS
ESPERMATOZOIDES
Cuando en un
espermograma se comprueba astenozoospermia es necesario medir la viabilidad o
porcentaje de espermatozoides vivos; esto permite precisar si la baja movilidad
se debe en realidad a que existe un gran número de espermatozoides muertos, lo
que habitualmente tiene un peor pronóstico. En 1986, la OMS daba como valor
normal el hallazgo de 60 % o más de espermatozoides vivos, en la segunda
edición del Manual de laboratorio de la OMS para el examen del semen humano,6
se daba como valor normal 50 % o más de espermatozoides vivos, mientras que en
la tercera edición de este Manual la cifra normal se considera 75 % o más.1 En
nuestro laboratorio la cifra normal, basada en un estudio de hombres sanos, es
de 50 %. Estas diferencias demuestran la importancia de que cada laboratorio
establezca sus valores normales.
El hallazgo en un
espermograma de una disminución de la movilidad espermática con un porcentaje
normal de espermatozoides vivos sugiere la existencia de anomalías
estructurales de la cola de los espermatozoides, cuyo diagnóstico de certeza
sólo puede hacerse por microscopia electrónica; estas anomalías, entre las que
se incluye el síndrome de cilias inmóviles mencionado anteriormente, tienen muy
mal pronóstico.
Si la concentración y
la morfología de los espermatozoides es normal y el porcentaje de
espermatozoides muertos es mayor de lo normal el trastorno se ha denominado
necrozoospermia. Este hallazgo se consideró muy raro, de pésimo pronóstico y de
etiología desconocida. En la actualidad, la mayoría de los investigadores dudan
de su existencia y lo atribuyen a defectos en la técnica de tinción, incluso en
la última edición del Manual de la OMS1 no se incluye este término. En el
laboratorio de nuestro Instituto nunca hemos encontrado un caso en más de 30
años de trabajo.
CONTEO DE
ESPERMATOZOIDES/mL (CONCENTRACIÓN O DENSIDAD)
Las cifras
"normales" tomadas de una población general, sin tener en cuenta su
fertilidad, han variado a través del tiempo; de la cifra entre 60 y 120 000
000/mL que aparece en libros de texto antiguos se ha llegado al criterio actual
de normalidad (normozoospermia), que un comité de expertos de la OMS ha situado
en la cifra de 20 000 000/mL o más.1 Sin embargo, en lo referente a cuáles son
las cifras "fértiles" la discusión es aún mayor, como veremos más
adelante.
Creemos que el límite
de 10 000 000/mL expresa cambios de importancia en el epitelio germinal o en el
testículo en general, pues por debajo de este límite hemos encontrado elevación
de las gonadotropinas (FSH y LH) y disminución de testosterona y
dihidrotestosterona en plasma, lo cual no se observa con cifras mayores.
CONTEO TOTAL DE
ESPERMATOZOIDES
El conteo total de
espermatozoides suele reflejar el estado de la espermatogénesis, pero también
está en relación directa con el volumen eyaculado y con el período de
abstinencia sexual previo. Se calcula con una simple operación aritmética de
multiplicador la concentración de espermatozoides/mL por el volumen eyaculado.
En la actualidad se considera normal cuando la cifra es de 40 000 000 de
espermatozoides o más. Este indicador tiene las mismas implicaciones y
limitaciones que la concentración/mL.
CONSISTENCIA O
VISCOSIDAD
Si en la muestra
aparece demasiada viscosidad, se considera una anomalía del semen. Algunos
autores atribuyen esta presencia a un signo de infección.
Esta característica
llega a interferir en la medición de otros factores como lo es la motilidad de
los espermatozoides, entre otros.
MEDICAMENTOS QUE
ALTERAN LA MOTILIDAD DEL ESPERMATOZOIDE
Embriologia Clinica; octava edición; Moore y Persaud
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