La idea de que los espermatozoides corren hacia el óvulo no es más que otro mito machista

La idea de que millones de espermatozoides están en una carrera olímpica para alcanzar el óvulo es otra fantasía masculina de la reproducción humana

Antes de que la ciencia pudiera arrojar luz sobre la reproducción humana, la mayoría de la gente pensaba que la nueva vida surgía por generación espontánea a partir de materia no viva. Esto cambió un poco a mediados del siglo XVII, cuando los filósofos naturales pudieron (a duras penas) ver el óvulo femenino a simple vista. Teorizaron que toda la vida se engendraba en el momento de la creación divina; una persona existía dentro de otra dentro de los óvulos de una mujer, como las muñecas rusas de anidar. Esta visión de la reproducción, denominada preformación, convenía perfectamente a la clase dominante. Al situar los linajes unos dentro de otros”, señala la bióloga del desarrollo y escritora portuguesa Clara Pinto-Correia en El ovario de Eva (1997), “la preformación podía funcionar como una doctrina antidemocrática “políticamente correcta”, legitimando implícitamente el sistema dinástico -y, por supuesto, los principales filósofos naturales de la Revolución Científica ciertamente no eran siervos“.

Podría pensarse que, a medida que la ciencia progresara, aplastaría la teoría de la muñeca rusa a través de su lúcida lente biológica. Pero no fue eso precisamente lo que ocurrió, sino que, cuando el microscopio permitió por fin a los investigadores ver no sólo los óvulos, sino también los espermatozoides, la teoría de la preformación se transformó en una nueva concepción política aún más patriarcal: ahora, sostenían los filósofos y algunos estudiosos de la reproducción, el óvulo no era más que un receptáculo pasivo a la espera de que llegaran los vigorosos espermatozoides para desencadenar el desarrollo. ¿Y los espermatozoides? La cabeza de cada uno contenía un diminuto ser humano preformado, un homúnculo, para ser exactos. El matemático y físico holandés Nicolaas Hartsoeker, inventor del microscopio de barrilete, dibujó su imagen del homúnculo cuando el esperma se hizo visible por primera vez en 1695. Hartsoeker reconoció entonces que en realidad no vio un homúnculo en la cabeza del espermatozoide, pero se convenció a sí mismo de que estaba allí.

Microscopios más potentes acabaron relegando al homúnculo al basurero de la historia, pero en algunos aspectos no ha cambiado mucho. En particular, el legado del homúnculo sobrevive en la noción obstinadamente persistente del óvulo como participante pasivo en la fecundación, a la espera de que el espermatozoide activo nade a través de una tormenta de desafíos para perpetuar la vida. Es comprensible -aunque desafortunado- que el público lego adopte estos paradigmas y metáforas erróneos y sexistas. Pero los biólogos y los médicos también son culpables.

Fue en el relativamente reciente año 1991, mucho después de que gran parte de la ciencia real hubiera quedado grabada en piedra, cuando la antropóloga estadounidense Emily Martin, ahora en la Universidad de Nueva York, describió lo que ella llamó un “cuento de hadas científico”: una imagen del óvulo y el esperma que sugiere que “los procesos biológicos femeninos son menos dignos que sus homólogos masculinos” y que “las mujeres son menos dignas que los hombres”. El ovario, por ejemplo, se representa con una reserva limitada de óvulos incipientes que se agota a lo largo de la vida, mientras que se dice que los testículos producen nuevos espermatozoides durante toda la vida. La producción de óvulos humanos suele describirse como “derrochadora” porque, de 300.000 óvulos iniciadores presentes en la pubertad, sólo se liberan 400 óvulos maduros; sin embargo, ese adjetivo rara vez se utiliza para describir la producción de más de 2 billones de espermatozoides durante toda la vida de un hombre. Tanto en la prensa popular como en la científica, el apareamiento humano se suele describir como un gigantesco maratón de natación en el que el espermatozoide más rápido y en mejor forma gana el premio de fecundar el óvulo. Si esta narrativa no fuera más que un vestigio prejuicioso de nuestro pasado sexista -una fantasía masculina ofensiva basada en datos científicos incorrectos-, ya sería bastante malo, pero la aceptación continuada de información sesgada impide tratamientos de fertilidad cruciales para hombres y mujeres por igual.

Para comprender cómo hemos llegado hasta aquí, puede ser útil un recorrido por la historia. La comprensión científica de las células sexuales y del proceso de la concepción humana es relativamente reciente. Un óvulo, la célula más grande del cuerpo humano, apenas es visible a simple vista, y es tan grande como el punto con el que termina esta frase. Por tanto, la célula más pequeña del cuerpo humano, un espermatozoide, es totalmente invisible para el ojo humano.

Los espermatozoides fueron desconocidos para la ciencia hasta 1677, cuando el científico aficionado holandés Antonie van Leeuwenhoek observó por primera vez espermatozoides humanos al microscopio. Por la misma época, se supo que el ovario humano producía óvulos, aunque no fue hasta 1827 cuando el biólogo alemán Karl Ernst von Baer informó por primera vez de observaciones reales de óvulos humanos y de otros mamíferos.

Después de que van Leeuwenhoek descubriera los espermatozoides, pasó otro siglo antes de que alguien se diera cuenta de que eran necesarios para fecundar los óvulos. La revelación se produjo en la década de 1760, cuando el sacerdote y científico natural italiano Lazzaro Spallanzani, experimentando con ranas macho que llevaban pantalones de tafetán ajustados, demostró que los óvulos no se convertían en renacuajos a menos que el esperma se vertiera en el agua circundante. Por extraño que parezca, hasta que Spallanzani dio a conocer sus descubrimientos, se pensaba -incluso van Leeuwenhoek durante algunos años- que los espermatozoides eran diminutos parásitos que vivían en el semen humano. Hasta 1876, el zoólogo alemán Oscar Hertwig no demostró la fusión de espermatozoides y óvulos en los erizos de mar.

Finalmente, potentes microscopios revelaron que una eyaculación humana media, con un volumen de aproximadamente media cucharadita, contiene unos 250 millones de espermatozoides. Pero una pregunta clave sigue sin respuesta: ¿Por qué tantos?. De hecho, estudios demuestran que las tasas de embarazo tienden a disminuir cuando la eyaculación de un hombre contiene menos de 100 millones de espermatozoides.

Está claro, pues, que casi la mitad de los espermatozoides de una eyaculación humana media son necesarios para una fertilidad normal. Una de las explicaciones favoritas es la competencia espermática, derivada de la noción machista de que los espermatozoides corren para fecundar, a menudo con el argumento añadido de que puede haber más de un hombre implicado. Como en la lotería, cuantos más boletos compres, más probabilidades tendrás de ganar. Se cree que la selección natural hace que el número de espermatozoides se dispare en una especie de carrera armamentística por el premio de la fecundación.

En el reino animal abundan ejemplos sorprendentes de competencia espermática. Nuestros parientes más cercanos, los chimpancés, viven en unidades sociales formadas por varios machos adultos que practican regularmente el apareamiento promiscuo; a su vez, las hembras son apareadas por varios machos. Numerosas características, como unos testículos llamativamente grandes, reflejan un nivel especialmente alto de producción de esperma en estas especies de mamíferos. Además de grandes testículos, tienen una producción rápida de esperma, un elevado número de espermatozoides, grandes piezas intermedias espermáticas (que contienen numerosas mitocondrias generadoras de energía para la propulsión), conductos conductores de esperma notablemente musculosos, grandes vesículas seminales y glándulas prostáticas, y un elevado número de glóbulos blancos (para neutralizar los agentes patógenos de transmisión sexual). Las vesículas y la glándula prostática producen conjuntamente líquido seminal, que puede coagularse y formar un tapón en la vagina, bloqueando temporalmente el acceso de otros varones.

La opinión generalizada es que los varones son más propensos a tener relaciones sexuales que los hombres.

La opinión popular e incluso muchos científicos perpetúan el mismo escenario espermático para los humanos, pero las pruebas apuntan en otra dirección. De hecho, a pesar de varias afirmaciones escabrosas en sentido contrario, no hay pruebas convincentes de que los hombres estén biológicamente adaptados para la competición espermática. La historia de la abundancia de esperma en los chimpancés que se aparean promiscuamente contrasta con lo que vemos en varios otros primates, incluidos los humanos. Muchos primates viven en grupos con un solo macho reproductor, carecen de competencia directa y tienen testículos notablemente pequeños. En todas las comparaciones pertinentes, los humanos resultan afines a los primates que viven en grupos de un solo macho, incluida la típica familia nuclear. Los testículos humanos, del tamaño de una nuez, son sólo un tercio del tamaño de los testículos de los chimpancés, que son casi tan grandes como los huevos de gallina. Además, mientras que el eyaculado de los chimpancés contiene muy pocos espermatozoides físicamente anormales, el semen humano contiene una gran proporción de espermatozoides defectuosos. Al parecer, los controles de calidad del eyaculado humano se han relajado en ausencia de una competencia directa entre espermatozoides.

El paso de los espermatozoides se parece más a una desafiante carrera militar de obstáculos que a una carrera estándar de natación

Para las especies no expuestas regularmente a la competencia espermática directa, la única explicación alternativa prometedora del elevado número de espermatozoides se refiere a la variación genética. En un par de artículos raramente citados, publicados hace más de cuatro décadas, el biólogo Jack Cohen de la Universidad de Birmingham (Reino Unido) observó una asociación entre el recuento de espermatozoides y la generación de copias cromosómicas durante la producción de esperma. Durante la meiosis, el tipo especial de división celular que produce las células sexuales, los pares de cromosomas intercambian trozos de material mediante el entrecruzamiento. Lo que Cohen descubrió es que, en todas las especies, el número de espermatozoides aumenta al mismo tiempo que el número de cruces durante su producción. Los cruces aumentan la variación, la materia prima esencial para la selección natural. Piensa en la producción de esperma como en una especie de lotería en la que se imprimen suficientes boletos (esperma) para que coincidan los números disponibles (diferentes combinaciones genéticas).

También hay otros descubrimientos que contradicen la hipótesis popular. Por ejemplo, la mayoría de los espermatozoides de mamíferos no nadan por todo el tracto femenino, sino que son transportados pasivamente parte o la mayor parte del camino por los movimientos de bombeo y agitación del útero y los oviductos. Sorprendentemente, el esperma de los mamíferos más pequeños tiende a ser más largo por término medio que el de los mamíferos más grandes: el esperma de un ratón es más largo que el de una ballena. Pero aunque tuvieran un tamaño equivalente, nadar hasta un óvulo es más difícil cuanto mayor es la especie. De hecho, podría ser factible que un espermatozoide de ratón nadara hasta el óvulo, pero es totalmente imposible que un espermatozoide de ballena azul, aún más pequeño, nadara 100 veces más hacia el tracto femenino sin ayuda. Una convincente evidencia ha revelado, en cambio, que los espermatozoides humanos son transportados pasivamente a distancias considerables mientras viajan por el útero y ascienden por los oviductos. Hasta aquí las carreras olímpicas de espermatozoides.

De hecho, de los 250 millones de espermatozoides que contiene una eyaculación humana media, sólo unos pocos cientos acaban realmente en el lugar de fecundación, en lo alto del oviducto. El paso de los espermatozoides por el tracto femenino se asemeja más a una carrera militar de obstáculos extremadamente difícil que a una carrera de natación al estilo sprint. El número de espermatozoides se reduce progresivamente a medida que ascienden por el tracto femenino, de modo que menos de uno entre un millón del eyaculado original rodeará al óvulo en el momento de la fecundación. Los espermatozoides con anomalías físicas se eliminan progresivamente por el camino, pero los supervivientes que rodean al óvulo son una muestra aleatoria de espermatozoides intactos.

Muchos espermatozoides ni siquiera llegan al cuello del útero (cérvix). Las condiciones ácidas de la vagina son hostiles y los espermatozoides no sobreviven allí mucho tiempo. Al atravesar el cuello uterino, muchos espermatozoides que escapan de la vagina quedan atrapados en la mucosidad. Los que presentan deformidades físicas quedan atrapados. Además, cientos de miles de espermatozoides migran a canales laterales, llamados criptos, donde pueden almacenarse durante varios días. Relativamente pocos espermatozoides viajan directamente a través de la cavidad uterina, y su número se reduce aún más durante la entrada en el oviducto. Una vez en el oviducto, los espermatozoides quedan temporalmente ligados a la superficie interna, y sólo algunos se liberan y pueden acercarse al óvulo.

P La idea de que el espermatozoide fecundador es una especie de campeón olímpico ha ocultado el hecho de que una eyaculación puede contener demasiados espermatozoides. Si los espermatozoides rodean al óvulo en número excesivo, surge el peligro de fecundación por más de uno (polispermia) con resultados catastróficos. La polispermia se produce ocasionalmente en humanos, sobre todo cuando los padres tienen un número muy elevado de espermatozoides. En el caso más frecuente, en el que dos espermatozoides fecundan un óvulo, las células del embrión resultante contienen 69 cromosomas en lugar de los 46 habituales. Esto es siempre fatal y suele provocar un aborto espontáneo. Aunque algunos individuos sobreviven hasta el nacimiento, siempre fallecen poco después. Dado que la polispermia suele tener un desenlace fatal, es evidente que la evolución ha dado lugar a una serie de obstáculos en el aparato reproductor femenino que limitan estrictamente el número de espermatozoides que pueden rodear a un óvulo.

La polispermia es una enfermedad mortal.

La polispermia tiene implicaciones prácticas para la reproducción asistida en casos de fertilidad comprometida o infertilidad. Por ejemplo, el procedimiento estándar original de introducir semen en la vagina para la inseminación artificial se ha sustituido por la inyección directa en el útero (inseminación intrauterina o IIU). La introducción directa de semen en el útero evita la reducción del número de espermatozoides que se produce normalmente en el cuello uterino, donde el moco elimina los espermatozoides físicamente anormales. Los análisis de los datos clínicos han revelado que depositar 20 millones de espermatozoides en el útero (menos de una décima parte del número que hay en la eyaculación media) es suficiente para conseguir una tasa de embarazo rutinaria.

El número de espermatozoides adquiere aún más importancia cuando se trata de la fecundación in vitro (FIV), con la exposición directa de un óvulo a los espermatozoides en un recipiente de cristal. Esto evita todos y cada uno de los filtros naturales entre la vagina y el óvulo. Al principio de la FIV, la tendencia general era utilizar demasiados espermatozoides. Esto reflejaba el objetivo comprensible de maximizar el éxito de la fecundación, pero ignoraba los procesos naturales. Un número elevado de espermatozoides, entre 50.000 y 0,5 millones, disminuía cada vez más la tasa de éxito. Las tasas de fecundación óptimas se alcanzaron con sólo 25.000 espermatozoides alrededor de un óvulo. Tanto la IIU como la FIV aumentan potencialmente el riesgo de polispermia y la probabilidad de aborto espontáneo.

La fecundación humana es una gigantesca lotería con 250 millones de boletos: para los espermatozoides sanos, es la suerte del sorteo

La posibilidad de la polispermia arroja nueva luz sobre la evolución del número de espermatozoides. Los debates sobre la competencia espermática suelen centrarse exclusivamente en maximizar el número de espermatozoides, pero, como es habitual en biología, existe algún tipo de compensación. Mientras que la selección natural puede conducir a una mayor producción de esperma si los machos están en competencia directa, también favorecerá mecanismos en el tracto femenino que limiten el número de espermatozoides alrededor del óvulo. En los primates que se aparean promiscuamente, como los chimpancés, el aumento de la longitud del oviducto en las hembras compensa el aumento de la producción de esperma por parte de los machos. Se supone que esto limita el número de espermatozoides que se acercan al óvulo. También demuestra que el papel de la hembra en la fecundación no es en absoluto tan pasivo como se suele suponer.

La idea arraigada de que “el mejor espermatozoide gana” ha suscitado diversas sugerencias de que se produce algún tipo de selección, pero es difícil imaginar cómo podría ocurrir. El ADN de una cabeza de espermatozoide está fuertemente ligado y es prácticamente cristalino, así que ¿cómo podrían detectarse sus propiedades desde el exterior? Los experimentos con ratones indican, por ejemplo, que no hay selección en función de si un espermatozoide contiene un cromosoma Y que determina el sexo masculino o un cromosoma X que determina el sexo femenino. Parece mucho más probable que la fecundación humana sea una gigantesca lotería con 250 millones de boletos, en la que, para los espermatozoides sanos, el éxito de la fecundación depende esencialmente de la suerte.

Otras características desconcertantes de los espermatozoides también esperan explicación. Hace tiempo que se sabe, por ejemplo, que el semen humano contiene una gran proporción de espermatozoides estructuralmente anormales, con defectos evidentes como colas dobles o cabezas diminutas. La hipótesis del “espermatozoide kamikaze” proponía que estos espermatozoides defectuosos cumplían de hecho distintas funciones en la competición, como bloquear o incluso matar el esperma de otros hombres. Sin embargo, desde entonces ha quedado desacreditada.

La idea arraigada de que los espermatozoides humanos, una vez eyaculados, emprenden una frenética carrera para alcanzar el óvulo ha eclipsado por completo la verdadera historia de la reproducción, incluidas las pruebas de que muchos espermatozoides no se precipitan hacia el óvulo, sino que se almacenan durante muchos días antes de proseguir. Durante mucho tiempo se aceptó como un hecho establecido que los espermatozoides humanos sobreviven sólo dos días en el tracto genital de la mujer. Sin embargo, a partir de mediados de los años 70, cada vez más pruebas revelaron que el esperma humano puede sobrevivir intacto durante al menos cinco días. En la actualidad se acepta de forma generalizada la existencia de un período prolongado de supervivencia de los espermatozoides, que podría llegar a ser de 10 días o más.

Otros mitos abundan. Se ha escrito mucho sobre el moco que produce el cuello uterino humano. En los llamados métodos “naturales” de control de la natalidad, la consistencia del moco que exuda el cuello uterino se ha utilizado como indicador clave. Cerca de la ovulación, el moco cervical es fino y tiene una textura acuosa y resbaladiza. Pero se ha informado muy poco sobre la relación entre el moco y el almacenamiento de espermatozoides en el cuello uterino. Se ha establecido claramente que los espermatozoides se almacenan en las criptas de las que fluye el moco. Pero, lamentablemente, nuestro conocimiento del proceso se limita a un único estudio publicado en 1980 por el ginecólogo Vaclav Insler y sus colegas de la Universidad de Tel Aviv (Israel)

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En este estudio, 25 mujeres se ofrecieron valientemente a ser inseminadas artificialmente el día anterior a la extirpación quirúrgica programada del útero (histerectomía). A continuación, Insler y su equipo examinaron microscópicamente el esperma almacenado en las criptas de secciones seriadas del cuello uterino. Dos horas después de la inseminación, los espermatozoides colonizaban toda la longitud del cuello uterino. El tamaño de las criptas era muy variable, y los espermatozoides se almacenaban principalmente en las más grandes. Insler y sus colegas calcularon el número de criptas que contenían espermatozoides y la densidad espermática por cripta. En algunas mujeres, se almacenaban hasta 200.000 espermatozoides en las criptas cervicales.

Densidad de espermatozoides por cripta.

Insler y sus colegas también informaron de que se habían encontrado espermatozoides vivos en el moco cervical hasta el noveno día tras la inseminación. Resumiendo las pruebas disponibles, sugirieron que, tras la inseminación, el cuello uterino sirve de depósito de esperma del que se liberan gradualmente espermatozoides viables para abrirse camino hasta el oviducto. Este dramático hallazgo ha sido ampliamente citado pero en gran medida ignorado, y nunca ha habido un estudio de seguimiento.

Las mutaciones se acumulan cuatro veces más rápido en los espermatozoides que en los óvulos, por lo que el semen de los hombres mayores está cargado de riesgos

En su libro de texto La concepción en la hembra humana (1980) -de más de 1.000 páginas-, Sir Robert Edwards, premio Nobel en 2010 por el desarrollo de la FIV, mencionó las criptas cervicales en una sola frase. Desde entonces, muchos otros autores han mencionado el almacenamiento de esperma en esas criptas cervicales de forma igualmente breve. Sin embargo, el almacenamiento de espermatozoides, con liberación gradual, tiene importantes implicaciones para la reproducción humana. Fundamentalmente, la noción generalizada de una “ventana fértil” restringida en el ciclo menstrual depende de la creencia, aceptada desde hace mucho tiempo, de que los espermatozoides sólo sobreviven dos días tras la inseminación. La supervivencia de los espermatozoides quizás durante 10 días o más erosiona radicalmente la base de los llamados métodos “naturales” de control de la natalidad mediante la evitación de la concepción. El almacenamiento de esperma también es directamente relevante para los intentos de tratar la infertilidad.

Otro peligroso concepto erróneo es el mito de que los hombres conservan una fertilidad plena hasta la vejez, en claro contraste con el abrupto cese de la fertilidad que se observa en las mujeres en la menopausia. Abundantes pruebas demuestran que, en los hombres, el número y la calidad de los espermatozoides disminuyen con la edad. Además, recientemente se ha descubierto que las mutaciones se acumulan unas cuatro veces más rápido en los espermatozoides que en los óvulos, por lo que el semen de los hombres mayores está realmente cargado de riesgos.

Se ha escrito mucho sobre el hecho de que en las sociedades industrializadas la edad del primer parto está aumentando en las mujeres, acompañado de problemas reproductivos que aumentan lentamente. Una solución propuesta es el procedimiento altamente invasivo y muy caro de “preservación de la fertilidad”, en el que se extraen óvulos de mujeres jóvenes para utilizarlos más adelante. Sin embargo, los crecientes problemas reproductivos de los hombres que envejecen, en particular la acumulación más rápida de mutaciones espermáticas, han pasado prácticamente desapercibidos. Una forma muy eficaz y mucho menos costosa e invasiva de reducir los problemas reproductivos de las parejas que envejecen sería, sin duda, almacenar muestras de semen de hombres jóvenes para utilizarlas más adelante. Éste es sólo uno de los beneficios que se obtendrían de un menor sexismo y un conocimiento más fiable en el ámbito de la reproducción humana.

Hoy en día, la historia del homúnculo de Hartsoeker podría parecer velada en la bruma del tiempo, mencionada sólo como una divertida ilustración de los errores garrafales en la exploración temprana de las células sexuales humanas. Pero su influencia, junto con el prejuicio machista que la engendró, ha perdurado de forma más sutil entre los estereotipos culturales que influyen en las preguntas que nos hacemos sobre la biología reproductiva.

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Robert D Martin

Es conservador emérito de antropología biológica en el Museo Field de Chicago, miembro del Comité de Biología Evolutiva de la Universidad de Chicago e invitado académico del Instituto de Medicina Evolutiva de la Universidad de Zurich. Su último libro es How We Do It: The Evolution and Future of Human Reproduction (2013).

Cómo lo hacemos: evolución y futuro de la reproducción humana (2013).

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