Fuente: cómic original de Alex Martin
Informes bien documentados que abarcan 25 años han proporcionado cada vez más pruebas de que el recuento de espermatozoides está disminuyendo en los países industrializados. (Vea mi artículo del 20 de abril de 2017 Going, Going, Gone? El recuento de espermatozoides humanos se hunde).
Una caída de más del 50 por ciento en los recuentos durante un período de 40 años finalmente ha despertado el interés de los medios de comunicación, lo que ha provocado serias advertencias de la inminente extinción humana. Si bien muchos ven esto como una buena noticia para el planeta, es poco probable que suceda lo suficientemente pronto. Además, esta historia tiene un lado negativo que rara vez se menciona: los hallazgos poco discutidos indican que demasiados espermatozoides también pueden ser perjudiciales para la fertilidad.
Fertilización de espermatozoides múltiples
Es bien sabido que la fertilización de un óvulo de mamífero por más de un espermatozoide (polispermia) tiene efectos catastróficos. Cuando se producen células sexuales (óvulos y espermatozoides), el número habitual de cromosomas se reduce a la mitad. Las células del cuerpo humano suelen tener 46 cromosomas (número diploide), pero una célula sexual contiene solo 23 (número haploide).
Fuente: Adaptado de un diagrama de Ageremia (trabajo propio); a través de Wikimedia Commons, archivo con licencia Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported.
Una célula sexual contiene solo un cromosoma sexual, X en un óvulo y X o Y en un espermatozoide. La fusión de un espermatozoide con un óvulo durante la fertilización restaura el número normal de cromosomas y se produce aproximadamente el mismo número de descendientes femeninos (XX) y masculinos (XY).
Si dos espermatozoides fertilizan un óvulo, las cosas salen mal, lo que da como resultado una descendencia triploide con 69 cromosomas con un conjunto adicional además del par materno / paterno normal.
Un óvulo fertilizado por tres espermatozoides recibe dos conjuntos adicionales de cromosomas, lo que da como resultado un individuo cuadruploide con 92 cromosomas. Los juegos adicionales de cromosomas interfieren directamente con la determinación del sexo. Un individuo triploide, por ejemplo, tiene una combinación anormal de cromosomas sexuales (XXX, XXY o XYY).
Huevo humano casi maduro, con sus capas circundantes (zona pelúcida; corona radiata). Como en otros mamíferos, la yema está confinada a un grupo relativamente pequeño de gránulos, mientras que la zona pelúcida bloquea la fertilización por más de un espermatozoide.
Fuente: Wikimedia Commons, imagen de dominio público (según O. Hertwig y G. Retzius.). Fuente: Conklin, EG (1914) Facts and Factors of Development. Popular Science Monthly 84: 524.
Uno pensaría que todos los animales tienen mecanismos efectivos para prevenir la fertilización de un óvulo por más de un espermatozoide. Sin embargo, en al menos algunas especies de peces y aves, más de un espermatozoide en realidad fertiliza el óvulo. Solo después de eso, los mecanismos especiales aseguran que solo un conjunto de cromosomas masculinos contribuya a la descendencia.
Entonces, ¿por qué la fertilización del óvulo por un solo espermatozoide es la regla para los mamíferos? Se ha sugerido un vínculo con el pequeño tamaño del huevo de los mamíferos, que es extremadamente pequeño porque no contiene yema.
Cualquiera que sea la razón, una vez que el óvulo ha sido fertilizado, dos capas circundantes (la zona pelúcida exterior transparente y la membrana subyacente del óvulo) generalmente impiden la entrada de espermatozoides adicionales.
Demasiados espermatozoides vinculados a un aborto espontáneo
John MacLeod y Ruth Gold proporcionaron una indicación temprana de una desventaja del alto recuento de espermatozoides en un artículo de 1957. Compararon la calidad de los espermatozoides entre hombres cuyas esposas sufrieron repetidos abortos espontáneos y hombres que habían tenido al menos tres hijos con vida normal sin falla en el embarazo.
Sorprendentemente, la calidad de los espermatozoides fue mayor en el grupo de aborto espontáneo. Los hombres de este grupo tenían concentraciones de esperma significativamente más altas (en promedio, más de 100 millones / ml) y más espermatozoides móviles (en promedio, más del 60 por ciento). Casi el doble (26 por ciento frente a 14 por ciento) tenían concentraciones de espermatozoides superiores a 200 millones / ml.
MacLeod y Gold también notaron que casi un tercio de los hombres que produjeron cuatro o más hijos vivos sin embarazos fallidos tenían solo concentraciones moderadas de esperma (20-59 millones / ml).
Comparación de las concentraciones de esperma entre hombres cuyas esposas tuvieron 3 o más abortos espontáneos y padres con 3 o más hijos sobrevivientes. Los hombres del primer grupo tenían concentraciones de esperma significativamente más altas, con un 26% con más de 200 millones / ml en comparación con el 14% de los padres con al menos 3 hijos sobrevivientes.
Fuente: Adaptado de una figura en MacLeod & Gold (1957).
Mucho más tarde, en 1975, Naghma-E-Rehan y sus colegas publicaron un análisis de muestras de semen tomadas antes de la vasectomía de 1.300 hombres que habían tenido al menos dos hijos. Las concentraciones de esperma variaron ampliamente, de 1,5 a 375 millones / ml, con un promedio de 65 millones / ml.
Quince hombres (poco más del 1%) tenían valores extraordinariamente altos. En esta condición extrema, conocida como polzoospermia en los círculos médicos, las concentraciones de espermatozoides superan los 250 millones / ml y el recuento total de espermatozoides supera los 800 millones. Las esposas de seis de estos hombres (40%) habían sufrido al menos un aborto espontáneo, en comparación con una tasa general del 7%.
Para las esposas de 25 hombres cuyo recuento de espermatozoides era inferior a 10 millones / ml, pero que habían tenido dos o más hijos, la tasa era solo del 4%.
Resumen de anomalías cromosómicas encontradas en un estudio a gran escala de tejido de abortos espontáneos. En muchos casos, como el síndrome de Down, solo hay un cromosoma adicional (trisomía), lo que produce un total de 47 (barras amarillas). La adición de uno o dos juegos completos de cromosomas produce una triploidía (con 69 cromosomas) y una cuadruploidía (92 cromosomas) (barras rojas), respectivamente. Tr = translocaciones cromosómicas.
Fuente: Adaptado de una figura de Boué et al. (1975)
Varios estudios de material fetal de abortos espontáneos han demostrado que a menudo están presentes anomalías cromosómicas importantes.
En 1975, Joëlle Boué y sus colegas publicaron un estudio histórico de 1.500 casos. Al analizar las frecuencias relativas de diferentes tipos de anomalías cromosómicas, estimaron que se produce algún tipo de aberración en la mitad de todos los diseños.
De estas aberraciones, alrededor del 20 por ciento tenía 69 cromosomas (triploidía), que podrían ser de dos espermatozoides que fertilizan un óvulo, mientras que el 6 por ciento tenía 92 cromosomas (cuadruploidía), lo que podría indicar tres espermatozoides fertilizantes.
Feto con juegos extra de cromosomas
La fertilización de un óvulo por dos espermatozoides da como resultado la presencia de un conjunto de cromosomas triploides, que comprende tres cromosomas sexuales. Sin embargo, esta condición puede surgir de otras dos formas.
Primero, debido a un error de desarrollo, un espermatozoide a veces puede tener dos juegos de cromosomas en lugar del habitual. Un espermatozoide que fertiliza un óvulo daría lugar a una condición triploide. En segundo lugar, un óvulo anormal con dos juegos de cromosomas puede ser fertilizado por un espermatozoide normal.
Varios estudios médicos han proporcionado evidencia directa de la doble fertilización de óvulos humanos, generalmente con consecuencias fatales. Casi todas las concepciones con triploidía se eliminan en el útero, y las pocas que llegan al nacimiento sobreviven solo unas pocas horas.
Un informe de 1977 de Nora Blackwell y sus colegas describió a un bebé con múltiples anomalías graves que murió poco después del nacimiento. Resultó tener 69 cromosomas, incluidos tres cromosomas sexuales (XXY). Las características de algunos cromosomas que solo podrían provenir del padre indicaron de manera convincente que dos espermatozoides habían fertilizado el óvulo.
Poco después, Patricia Jacobs y sus colegas siguieron este informe de caso único con información sobre los orígenes de los triploides humanos. Su innovador artículo de 1978 investigó todos los abortos espontáneos durante dos años en un hospital de maternidad de Hawai. Para 21 de 26 fetos abortados con triploidía, pudieron identificar la fuente de los cromosomas adicionales. Un conjunto adicional de cromosomas provino del padre en 17 casos y de la madre en 3 casos, con un caso sin resolver. Cálculos adicionales indicaron que dos tercios de los triploides resultaron de la fertilización por dos espermatozoides, una cuarta parte de la fertilización por un solo espermatozoide con un juego doble de cromosomas y solo 1 de cada 10 de un espermatozoide normal que ingresó a un óvulo con un juego doble de cromosomas. dos juegos de cromosomas. Jacobs y sus colegas señalaron que la triploidía es relativamente común en los seres humanos, estimando que afecta del 1% al 3% de todas las concepciones detectables.
Utilizando técnicas más avanzadas, Qinghua Shi y René Martin informaron en 2000 descubrimientos de números de cromosomas aberrantes en más de 200.000 espermatozoides de 10 hombres chinos sanos en comparación con una muestra similar de 10 canadienses sanos. La frecuencia promedio de espermatozoides diploides que contienen 46 cromosomas fue particularmente baja, menos del 0,4 por ciento. A pesar de las marcadas diferencias entre los donantes en presencia de espermatozoides diploides, no hubo una distinción general entre los hombres chinos y canadienses.
También en 2000, Michael Zaragoza y sus colegas informaron sobre un estudio sobre el origen parental de los cromosomas en 91 abortos espontáneos con triploidía. Confirmaron que la mayoría de los casos se debieron a la fertilización del óvulo por dos espermatozoides.
Implicaciones de la polispermia
Por tanto, existe una clara evidencia de que los hombres pueden producir demasiados espermatozoides, no solo muy pocos. Pero las discusiones sobre el recuento de espermatozoides en humanos y otros mamíferos generalmente se enfocan exclusivamente en la necesidad de grandes cantidades, sin ninguna referencia al riesgo de concentraciones excesivas de espermatozoides que podrían amenazar el desarrollo fetal. Por esta razón, será necesario reexaminar cuidadosamente las nociones unilaterales actuales de «competencia de espermatozoides».
Como señaló el experto en esperma Michael Bedford en un perspicaz artículo de 2008, «… uno debe tener cuidado con el concepto de que existe una ‘carrera’ para alcanzar óvulos no fertilizados dependiendo de la velocidad de los espermatozoides, y las imágenes de los medios que supuestamente muestran muchos espermatozoides compitiendo por un óvulo sin fertilizar «.
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