Los investigadores han desarrollado una fórmula matemática basada en el movimiento rítmico de la cabeza y la cola de un espermatozoide, que reduce significativamente las complejidades de comprender y predecir cómo los espermatozoides hacen el difícil viaje hacia la fertilización de un óvulo.
Investigadores de las Universidades de York, Birmingham, Oxford y la Universidad de Kyoto, Japón, descubrieron que la cola del esperma crea un ritmo característico que empuja al esperma hacia adelante, pero también tira de la cabeza hacia atrás y hacia los lados de manera coordinada.
La fertilidad exitosa depende de cómo un espermatozoide se mueve a través del fluido, pero capturar detalles de este movimiento es un tema complicado.
El equipo tiene como objetivo utilizar estos nuevos hallazgos para comprender cómo se comportan e interactúan grupos más grandes de espermatozoides, una tarea que sería imposible utilizando técnicas de observación modernas. El trabajo podría proporcionar nuevas ideas para tratar la infertilidad masculina.
El Dr. Hermes Gadêlha, del Departamento de Matemáticas de la Universidad de York, dijo: "Para observar, en la microescala, cómo un esperma logra la propulsión hacia adelante a través del fluido, actualmente se emplean técnicas sofisticadas de alta precisión microscópica".
"Las mediciones del latido de la cola de los espermatozoides se introducen en un modelo de computadora, que luego ayuda a comprender los patrones de flujo de fluidos que resultan de este movimiento.
"Las simulaciones numéricas se utilizan para identificar el flujo alrededor del esperma, pero como las estructuras del fluido son tan complejas, los datos son particularmente difíciles de entender y usar. Se encuentran alrededor de 55 millones de espermatozoides en una muestra determinada, por lo que escomprensiblemente, es muy difícil modelar cómo se mueven simultáneamente.
"Queríamos crear una fórmula matemática que simplificara la forma en que abordamos este problema y haría más fácil predecir cómo nadan grandes cantidades de espermatozoides. Esto nos ayudaría a comprender por qué algunos espermatozoides tienen éxito y otros fallan".
Al analizar los movimientos de la cabeza y la cola de los espermatozoides, los investigadores ahora han demostrado que los espermatozoides mueven el fluido de una manera rítmica coordinada, que se puede capturar para formar una fórmula matemática relativamente simple. Esto significa que no hay simulaciones por computadora complejas y costosas.ya era necesario comprender cómo se mueve el líquido a medida que los espermatozoides nadan.
La investigación demostró que el esperma tiene que hacer múltiples movimientos contradictorios, como moverse hacia atrás, para impulsarlo hacia el óvulo.
La cola de los espermatozoides en forma de látigo tiene un ritmo particular que tira de la cabeza hacia atrás y hacia los lados para crear un flujo de fluido desigual, contrarrestando parte de la fricción intensa que se crea debido a sus diminutos tamaños.
El Dr. Gadêlha dijo: "Es cierto cuando los científicos dicen cuán milagroso es que un espermatozoide llegue a un óvulo, pero el cuerpo humano tiene un sistema muy sofisticado para asegurarse de que las células correctas se unan".
"Asumirías que los movimientos espasmódicos de los espermatozoides tendrían un impacto muy aleatorio en el flujo de fluido a su alrededor, lo que haría aún más difícil que las células de esperma competidoras naveguen a través de él, pero de hecho ves patrones bien definidos que se forman enel fluido alrededor del esperma
"Esto sugiere que para lograr que el esperma agite el fluido de una manera muy coordinada, no muy diferente de la forma en que se forman los campos magnéticos alrededor de los imanes. Por lo tanto, aunque el arrastre del fluido hace que sea muy difícil para el esperma avanzarmovimiento, se coordina con sus movimientos rítmicos para garantizar que solo unos pocos seleccionados logren la propulsión hacia adelante ".
Ahora que el equipo tiene una fórmula matemática que puede predecir el movimiento fluido de un espermatozoide, el siguiente paso es usar el modelo para predicciones en un mayor número de células. También creen que tendrá implicaciones para las nuevas innovaciones en el tratamiento de la infertilidad.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de York . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :