Fuente:
Aeon magazine
Antes de que la ciencia pudiera arrojar luz sobre la reproducción humana, la mayoría de las personas pensaba que la vida surgía por generación espontánea a partir de materia inanimada. Eso cambió ligeramente a mediados del siglo XVII, cuando los filósofos de la naturaleza pudieron (apenas) ver el óvulo femenino, o huevo, a simple vista. Entonces, teorizaron que toda la vida fue engendrada en el momento de la creación divina; una persona existía dentro de la otra, en los óvulos de una mujer, como las matríoskas rusas. Esta visión de la reproducción, llamada preformacionismo, se adaptaba bien a la ideología oligárquica. "Al poner un linaje dentro del otro", observa la bióloga y escritora de desarrollo portuguesa Clara Pinto-Correia en The Ovary of Eve (1997), la 'preformación podría funcionar como una doctrina antidemocrática "políticamente correcta", legitimando implícitamente el sistema dinástico. Por supuesto, los principales filósofos naturales de la Revolución Científica, claramente, no pertenecían a la clase de los siervos'.
Uno
podría pensar que, a medida que la ciencia progresara, aplastaría
la teoría de la matríoska a través de su lúcida lente biológica.
Pero eso no es precisamente lo que ocurrió; en cambio, cuando el
microscopio finalmente permitió a los investigadores ver no solo los
óvulos sino el esperma, la teoría de la preformación se transformó
en un nuevo concepto político aún más patriarcal: ahora, para los
filósofos y algunos investigadores de la reproducción, el óvulo era
simplemente un receptáculo pasivo a la espera de que llegue el
vigoroso esperma y desencadene el desarrollo.
¿Y
el esperma? La cabeza de cada espermatozoide ‘contenía’ (!) un pequeño ser
humano preformado, un homúnculo,
para ser exactos. El matemático y físico holandés Nicolaas
Hartsoeker, inventor de microscopios, dibujó su imagen del
homúnculo cuando el esperma se hizo visible por primera vez en 1695.
En realidad, él no vio el homúnculo en la cabeza del esperma, como
reconoció en ese momento, pero se convenció a sí mismo de que
estaba allí.
Los
microscopios más poderosos, eventualmente, relegaron el homúnculo al
basurero de la historia, pero la idea subsecuente no cambió
demasiado. En particular, el legado del homúnculo sobrevivió en la
persistente noción del óvulo como un participante pasivo en la
fertilización, esperando que el esperma activo nade
a través de una gran cantidad de desafíos para perpetuar la vida.
Es comprensible, aunque desafortunado, que un público lego pueda
adoptar estos paradigmas y metáforas erróneas y sexistas. Pero los
biólogos y los médicos son los verdaderos culpables.
La
antropóloga estadounidense Emily Martin, ahora en la Universidad de
Nueva York, describió esa idea como un "cuento de hadas
científico": una imagen de óvulos y espermatozoides que
sugieren que "los procesos biológicos femeninos son menos
valiosos que sus contrapartes masculinas" y que, por lo tanto,
"las mujeres valen menos que los hombres". El ovario, por
ejemplo, se representa con un stock limitado de óvulos de inicio que
se van agotando durante el resto de su vida, mientras que se dice que
los testículos producen esperma nuevo durante toda la vida. La
producción de óvulos humanos es descripto comúnmente como
"desperdicio" porque, de las 300,000 células iniciadoras
de huevos presentes en la pubertad sólo se liberarán 400 óvulos
maduros; sin embargo, ese adjetivo rara vez se usa para describir la
producción de por vida de un hombre, consistente en más de 2
billones de espermatozoides. Ya sea en la prensa popular o
científica, el apareamiento humano se retrata comúnmente como un
gigantesco evento de natación / maratón olímpica en el que el
espermatozoide más rápido y en mejor forma gana el premio de
fertilizar el óvulo. Si esta narrativa fuera solo un remedo
perjudicial de nuestro pasado sexista, una fantasía masculina
ofensiva basada en una ciencia incorrecta, eso sería lo
suficientemente malo, pero la aceptación actual de esa información
sesgada impide tratamientos de fertilidad que son cruciales para
hombres y mujeres por igual.
Para
comprender cómo llegamos aquí, un recorrido por la historia puede
ayudar. La comprensión científica de las células sexuales y el
proceso de la concepción humana es un desarrollo relativamente
reciente. Un óvulo, la célula más grande en un cuerpo humano, es
apenas visible a simple vista, y es un poco más pequeño que el
punto que marca el fin de esta oración. De la misma manera, la
célula más pequeña del cuerpo humano, un espermatozoide, es
completamente invisible para el ojo humano.
Los
espermatozoides eran desconocidos para la ciencia hasta 1677, cuando
el científico amateur holandés Antonie van Leeuwenhoek observó por
primera vez el esperma humano bajo un microscopio (a diferencia de
Hartsoeker, creyó que eran parásitos). Casi al mismo tiempo, se dio
cuenta de que el ovario humano producía óvulos, aunque no fue hasta
1827 cuando el biólogo alemán Karl Ernst von Baer informó por
primera vez observaciones reales de óvulos humanos y de otros
mamíferos.
Dibujos
de espermatozoides de Leeuwenhoek (ca. 1677). Fuente: wikipedia
Después
del descubrimiento de los espermatozoides por parte de Van
Leeuwenhoek, pasó otro siglo antes de que alguien se diera cuenta de
que éstos eran necesarios para fertilizar los óvulos. Esa
revelación se produjo en la década de 1760, cuando el sacerdote
italiano y científico natural Lazzaro Spallanzani, experimentando
con ranas macho que vestían pantalones ajustados de tafetán,
demostró que los huevos no se convertirían en renacuajos a menos
que el esperma se arrojara al agua circundante. Curiosamente, hasta
que Spallanzani anunció sus hallazgos, se pensó ampliamente,
incluso por van Leeuwenhoek durante algunos años, que los
espermatozoides eran parásitos diminutos que viven en el semen
humano. Recién un siglo después (1876), el zoólogo alemán Oscar
Hertwig demostró la fusión de esperma y óvulo en erizos de mar.
Finalmente,
microscopios poderosos revelaron que un eyaculado humano promedio,
con un volumen de alrededor de media cucharadita, contiene unos 250
millones de espermatozoides. Pero una pregunta clave sigue sin
respuesta: "¿Por qué tantos?" De hecho, los estudios
muestran que las tasas de embarazo tienden a disminuir cuando la
eyaculación de un hombre contiene menos de 100 millones de
espermatozoides.
Claramente,
entonces, un poco menos de la mitad de los espermatozoides en un
eyaculado humano promedio son necesarios para la fertilidad normal.
Una explicación muy popular de esto es considerarla como una
competencia de espermatozoides, lo que se deriva de la noción
machista-masculina de que los espermatozoides compiten para
fertilizar, a menudo con el argumento adicional de que más de un
macho podría estar involucrado (y
esto nos remite a la eugenesia y al darwinismo social, nota del traductor).
Como en una lotería, cuantos más boletos compre, más
probabilidades tendrá de ganar. La selección natural, según éste
pensamiento, aumenta el número de espermatozoides en una especie de
carrera armamentística con premio de fertilización.
Los
ejemplos llamativos de la competencia
de espermatozoides
abundan en el reino animal. Nuestros parientes más cercanos, los
chimpancés, viven en unidades sociales que contienen varios machos
adultos que participan regularmente en apareamientos promiscuos; las
hembras son apareadas por múltiples machos. Numerosas
características, como testículos notoriamente grandes, reflejan un
nivel particularmente alto de producción de esperma en tales
especies de mamíferos. Además de testículos grandes, presentan una
rápida producción de espermatozoides, altos recuentos de
espermatozoides, alto promedio de espermatozoides grandes (que
contienen numerosas mitocondrias generadoras de energía que son
usadas para mejorar la propulsión), conductos espermáticos muy
musculosos, vesículas seminales y glándulas prostáticas grandes y
altos recuentos de glóbulos blancos en el semen (para neutralizar
los patógenos de transmisión sexual). Las vesículas y la glándula
prostática juntas producen un fluido seminal, que puede coagularse
para formar un tapón en la vagina, bloqueando temporalmente el
acceso de otros machos.
La
opinión popular, e incluso muchos científicos, perpetúan el mismo
escenario de "guerra de espermatozoides" para los seres
humanos, pero la evidencia apunta en una dirección diferente. De
hecho, a pesar de varias afirmaciones espeluznantes de lo contrario,
no hay pruebas convincentes de que los hombres estén biológicamente
adaptados para la competencia espermática. La historia de la
abundancia de espermatozoides en el apareamiento promiscuo de
chimpancés contrasta con lo que vemos en 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 todos los estudios relevantes, los humanos
se muestran como primates que viven en grupos de un solo macho,
incluida la familia nuclear típica. Los testículos humanos, del
tamaño de una nuez, son solo un tercio del tamaño de los testículos
de chimpancé, que son casi tan grandes como los huevos de gallinas.
Además, mientras que la eyaculación de chimpancé contiene pocos
espermatozoides anormales, el semen humano contiene una gran
proporción de células de desecho. Los controles de calidad en la
eyaculación humana aparentemente se han relajado en ausencia de una
competencia directa de esperma.
El
paso de los espermatozoides se parece más a una carrera de
obstáculos militar que a una carrera de natación comùn.
Para las especies que no están expuestas regularmente a la competencia directa de espermatozoides, la única explicación alternativa prometedora para los recuentos de espermatozoides altos apunta hacia el incremento de 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 en el Reino Unido observó una asociación entre el recuento de espermatozoides y la generación de copias de cromosomas durante la producción de espermatozoides. Durante la meiosis, un tipo único de división celular que produce células sexuales, los pares de cromosomas intercambian trozos de material a través de 'crossing over' (cuando se separan, los cromosomas homólogos no siempre se comportan como 'unidades genéticas', dado que pueden intercambiar parte de sus segmentos de material genético, nota del traductor).
Modificado
de wickoffschools.org
https://sites.google.com/a/wyckoffschools.org/cells-and-heredity/home/chapter-5-1/crossing-over
Lo
que Cohen descubrió es que, en todas las especies, los recuentos de
espermatozoides aumentan en conjunto con la cantidad de 'crossing
over' durante su producción. El 'crossing over' aumenta la tasa de
variación, que es la materia prima esencial para la selección
natural. Piense en la producción de esperma como un tipo de lotería
en la que se imprimen suficientes boletos (espermatozoides) para que
coincidan con todos los números disponibles (o sea, las diferentes
combinaciones genéticas).
Otros
hallazgos van en contra también de la creencia popular. Por ejemplo,
la mayoría de los espermatozoides de mamíferos no nadan en todo el
tracto femenino, sino que se transportan pasivamente en parte, o en
su mayor parte, mediante el bombeo y los movimientos de la matriz y
los oviductos. Sorprendentemente, el esperma de los mamíferos más
pequeños tiende a ser más largo en promedio que el esperma de los
mamíferos más grandes: un espermatozoide de ratón es más largo
que el esperma de una ballena. Pero incluso si estos fueran de tamaño
equivalente, nadar hasta el óvulo se hace más largo cuanto más
grande sea una especie. De hecho, podría ser factible que un
espermatozoide de ratón nadara hasta el huevo, pero es imposible que
un esperma de ballena azul aún, más pequeño, pueda nadar sin ayuda
100 veces más distancia que el primero dentro del tracto genital
femenino. Evidencia convincente, en cambio, ha revelado que los
espermatozoides humanos se transportan pasivamente en distancias
considerables mientras viajan a través de la matriz y suben los
oviductos. ¡Demasiados puntos en contra de la teoría de la
'olimpíada de espermatozoides'!
De
hecho, entre los 250 millones de espermatozoides de la eyaculación
humana promedio sólo unos pocos cientos terminan en el lugar de
fertilización: el oviducto. El paso de esperma por el tracto
femenino es más parecido a una carrera de obstáculos militar
extremadamente desafiante que a un sprint
de natación estándar. El número de espermatozoides se reduce
progresivamente a medida que migran en el tracto femenino, de modo
que menos de uno en un millón del eyaculado original rodeará el
óvulo en el momento de la fertilización. Cualquier esperma con
anomalías físicas se elimina progresivamente en el camino, de
manera que los sobrevivientes que rodean el óvulo terminan
resultando una muestra aleatoria de esperma intacto.
Muchos
espermatozoides ni siquiera llegan al cuello de la matriz (cuello
uterino). Las condiciones ácidas en la vagina son hostiles y los
espermatozoides no sobreviven allí por mucho tiempo. Al atravesar el
cuello uterino, muchos espermatozoides que escapan de la vagina
quedan atrapados en el moco cervical. Allí son atrapados los que
presentaron deformidades físicas. Además, cientos de miles de
espermatozoides migran hacia canales laterales, llamados criptas,
donde se pueden almacenar por varios días. Relativamente pocos
espermatozoides viajan directamente a través de la cavidad de la
matriz, y los números se reducen aún más durante la entrada en el
oviducto. Una vez en el oviducto, los espermatozoides se unen
temporalmente a la superficie interna, y solo algunos son liberados y
se les permite acercarse al óvulo.
La
idea de que el esperma fertilizante es una especie de campeón
olímpico ha ocultado el hecho de que un eyaculado puede contener
demasiados espermatozoides. Si los espermatozoides rodean al óvulo
en cantidades excesivas, el peligro de fertilización por más de uno
(polispermia) aparece … y eso es catastrófico. La polispermia
ocurre ocasionalmente en humanos, especialmente cuando los padres
tienen un conteo muy alto de espermatozoides. En el resultado más
común en el que dos espermatozoides fertilizan un óvulo, las
células del embrión resultante contienen 69 cromosomas en lugar de
los 46 habituales. Esto siempre es fatal, y generalmente resulta en
un aborto espontáneo.
Aunque algunos individuos sobreviven hasta el
nacimiento, siempre expiran poco después. Debido a que la
polispermia generalmente tiene un desenlace fatal, la evolución
evidentemente ha conducido a una serie de obstáculos en el tracto
reproductivo femenino que limitan estrictamente el número de
espermatozoides que pueden rodear un óvulo.
La
polispermia tiene implicaciones prácticas para la reproducción
asistida en casos de fertilidad comprometida o infertilidad. Por
ejemplo, el procedimiento estándar original de introducción de
semen en la vagina para la inseminación artificial ha sido
reemplazado por inyección directa en el útero (inseminación
intrauterina o IUI). La introducción directa de semen en el útero
evita la reducción del número de espermatozoides que normalmente
ocurre en el cuello uterino, donde el moco elimina el esperma
físicamente anormal. Los análisis de los datos clínicos han
revelado que el depósito de 20 millones de espermatozoides en el
útero (menos de una décima parte del número en la eyaculación
promedio) es suficiente para igualar la tasa de embarazo por coito
natural.
El
número de espermatozoides se vuelve aún más importante cuando se
trata de la vitrofertilización (FIV), con la exposición directa de
un óvulo al esperma en un recipiente de vidrio. Esto evita todos los
filtros naturales entre la vagina y el óvulo. Las FIV’s iniciales
tendían a usar demasiados espermatozoides. Esto reflejaba el
comprensible objetivo de maximizar el éxito de la fertilización,
pero ignoraba los procesos naturales. Un número elevado de
espermatozoides, entre 50,000 y 0.5 millones, deprimió cada vez más
la tasa de fertilización. Se lograron tasas óptimas con solo 25,000
espermatozoides alrededor de un óvulo. Tanto la IIU como la FIV
aumentaron potencialmente el riesgo de polispermia y la probabilidad
de aborto involuntario.
La
fertilización humana es una lotería gigantesca con 250 millones de
boletos: para los espermatozoides saludables, fertilizar al óvulo es
tener suerte en la lotería.
La
posibilidad de la polispermia arroja nueva luz sobre la importancia
del conteo de espermatozoides. Las discusiones sobre la competencia
de los espermatozoides generalmente se enfocan exclusivamente en
maximizar el conteo pero, como es común en la biología, debe
ocurrir alguna clase de negociación.
Mientras que la selección natural puede llevar a un aumento en la
producción de esperma cuando los machos compiten directamente,
también favorecerá los mecanismos en el tracto femenino que
restringen la llegada de espermatozoides alrededor del óvulo. En el
apareamiento promiscuo de primates como los chimpancés, el aumento
de la longitud del oviducto en las hembras aumenta la producción de
esperma en los machos. Esto presumiblemente limita el número de
espermatozoides que se acercan al óvulo. También muestra que el
papel de la mujer en la fertilización no es en modo alguno tan
pasivo como a menudo se supone.
La
idea arraigada de que "el mejor esperma gana" sugiere la
posibilidad de algún tipo de selección, pero es difícil imaginar
cómo podría suceder esto. El ADN en la cabeza de un espermatozoide
está estrechamente aglutinado y es prácticamente cristalino.
Entonces, ¿cómo podrían detectarse sus propiedades desde el
exterior? Los experimentos en ratones indican, por ejemplo, que no
hay selección en base a si un espermatozoide contiene un cromosoma Y
(determinante de sexo masculino) o un cromosoma X (determinante
femenino). Parece mucho más probable que la fertilización humana
sea una lotería gigantesca con 250 millones de boletos, en la cual,
para los espermatozoides saludables, una fertilización exitosa es
esencialmente suerte
en el bolillero.
Otras
características desconcertantes de los espermatozoides también
esperan una explicación. Por mucho tiempo se ha sabido, por ejemplo,
que el semen humano contiene una gran proporción de espermatozoides
estructuralmente anormales con defectos obvios, como colas dobles o
cabezas diminutas. La hipótesis del "esperma kamikaze"
propuso que estos espermatozoides de hecho cumplen diferentes
funciones en la competencia, como bloquear o incluso matar al esperma
de otros hombres. Sin embargo, esto ha sido efectivamente
desacreditado.
La
noción arraigada de que los espermatozoides humanos, una vez
eyaculados, se involucran en una carrera frenética para alcanzar el
óvulo ha ensombrecido completamente la verdadera historia de la
reproducción, incluida la evidencia de que muchos espermatozoides no
se lanzan hacia el óvulo sino que se almacenan durante muchos días
antes de continuar. Durante mucho tiempo se aceptó como un hecho
establecido de que el esperma humano sobrevive solo durante dos días
en el tracto genital de una mujer. Sin embargo, a partir de mediados
de la década de 1970, las evidencias crecientes revelaron que los
espermatozoides humanos pueden sobrevivir intactos durante al menos
cinco días. Ahora se acepta ampliamente un período prolongado de
supervivencia de los espermatozoides, que podría vivir en los
genitales femeninos hasta 10 días o más.
Abundan
otros mitos. Mucho se ha escrito sobre el moco producido por el
cuello uterino humano. En los llamados métodos "naturales"
de control de la natalidad, la consistencia de la mucosidad que sale
del cuello uterino se ha utilizado como un indicador clave. Cerca de
la ovulación, el moco cervical es delgado y tiene una textura acuosa
y resbaladiza. Pero se ha informado muy poco sobre la asociación
entre el moco y el almacenamiento de esperma en el cuello uterino. Se
ha establecido claramente que los espermatozoides se almacenan en las
criptas desde donde fluye ese mucus. Pero nuestro conocimiento del
proceso involucrado se limita, lamentablemente, a un solo estudio
informado en 1980 por el ginecólogo Vaclav Insler y sus colegas de
la Universidad de Tel Aviv en Israel.
En
este estudio, 25 mujeres valientemente se ofrecieron voluntariamente
para ser inseminadas artificialmente el día antes de la extirpación
quirúrgica programada del útero (histerectomía). Luego, Insler y
su equipo examinaron microscópicamente el esperma almacenado en las
criptas en secciones en serie del cuello uterino. Dos horas después
de la inseminación, los espermatozoides colonizaron toda la longitud
del cuello uterino. El tamaño de la cripta era muy variable, y los
espermatozoides se almacenaban principalmente en los más grandes.
Insler y sus colegas calcularon el número de criptas que contienen
esperma y densidad de esperma por cripta. En algunas mujeres, se
almacenaron hasta 200,000 espermatozoides en las criptas cervicales.
Insler
y sus colegas también informaron que se había encontrado esperma
vivo en el moco cervical hasta el noveno día después de la
inseminación. Resumiendo la evidencia disponible, sugirieron que
después de la inseminación, el cuello uterino sirve como un
reservorio de espermatozoides desde el cual se liberan gradualmente
los espermatozoides viables para hacer su camino hacia el oviducto.
Este hallazgo dramático ha sido ampliamente citado aunque sin gran
repercusión, y nunca se ha realizado un estudio de seguimiento.
Las
mutaciones se acumulan cuatro veces más rápido en el esperma que en
el óvulo, por lo que el semen de los ancianos está cargado de
riesgos.
En
su libro de texto Concepción en la mujer humana (1980), de más de
1,000 páginas, Sir Robert Edwards, ganador del Premio Nobel 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 igualmente
brevemente. Sin embargo, el almacenamiento de esperma, con liberación
gradual, tiene implicaciones importantes para la reproducción
humana. De manera crucial, la noción generalizada de una "ventana
fértil" restringida en el ciclo menstrual depende de la
sabiduría aceptada de que el esperma sobrevive solo dos días
después de la inseminación. La
supervivencia del esperma,
tal vez durante 10 días o más,
erosiona radicalmente la base de los llamados métodos "naturales"
de control de la natalidad.
El almacenamiento de esperma también es directamente relevante para
los intentos de tratar la infertilidad.
Otro
concepto erróneo peligroso es el mito de que los hombres conservan
una fertilidad plena en la vejez, lo que contrasta con el abrupto
cese de la fertilidad que se observa en las mujeres en la menopausia.
La abundante evidencia muestra que, en los hombres, el número de
espermatozoides y la calidad disminuyen con la edad. Además,
recientemente ha surgido que las mutaciones se acumulan
aproximadamente cuatro veces más rápido en espermatozoides que en
óvulos, por lo que el semen de hombres viejos está enormemente
cargado de riesgos.
Mucho
se ha escrito sobre el hecho de que en las sociedades
industrializadas la edad del primer parto está aumentando en las
mujeres, acompañada por problemas reproductivos que aumentan
lentamente. Una solución propuesta es el procedimiento altamente
invasivo y costoso de "preservación de la fertilidad" en
el que los huevos se recolectan de mujeres jóvenes para su uso en el
futuro. Sin embargo, el aumento de los problemas reproductivos con el
envejecimiento de los hombres, en particular la acumulación más
rápida de mutaciones en los espermatozoides, ha quedado en gran
medida sin atención. Una forma muy efectiva y mucho menos costosa e
invasiva de reducir los problemas reproductivos de las parejas de
edad avanzada sería almacenar las muestras de semen de hombres
jóvenes para usarlas más adelante en la vida. Este es solo uno de
los beneficios que se obtienen con menos sexismo y un conocimiento
más confiable respecto de la reproducción humana.
Hoy
en día, la historia del homúnculo de Hartsoeker puede parecer que
se hubiera disuelto en la bruma del tiempo, mencionada solo como una
ilustración entretenida de los errores en la investigación temprana
de las células sexuales humanas. Pero su influencia, junto con la
tendencia machista-masculina que la generó, se ha mantenido en forma
más sutil entre los estereotipos culturales que influyen en los
abordajes que hacemos respecto de la biología reproductiva.
Sobre el autor: Robert D Martin, es curador emérito de antropología biológica en el Museo Field de Chicago, miembro del comité de Medicina Evolutiva de la Universidad de Chicago, y es investigador académico del Instituto de Medicina Evolutiva de la Universidad de Zürich. Su ultimo libro es How We Do It: The Evolution and Future of Human Reproduction (2013) (Cómo lo hacemos: Evolución y Futuro de la Reproducción Humana).
Traducción,
comentarios, ilustraciones y otros agregados: Bqco. Esteban Cámara,
sobre la base de google translator.
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