Investigadores del Instituto de Biotecnología de la UNAM y de la Universidad de Bristol (Reino Unido), revelan inéditas características del movimiento del espermatozoide humano al analizarse en tres dimensiones, que cuestionan observaciones y teorías existentes.

La revista Science Advances acaba de publicar el trabajo de estos investigadores en donde se comunica por primera vez, a diferencia de lo históricamente admitido científicamente, que el batido flagelar del espermatozoide humano es asimétrico cuando se observa en tres dimensiones.

Estas observaciones se lograron con el desarrollo de un microscopio que es capaz de obtener datos en 4 dimensiones, es decir 3 dimensiones del objeto y la cuarta que es el tiempo.

El espermatozoide es un objeto biológico tridimensional que se mueve rápidamente en el tiempo, su flagelo bate hasta cerca de 30 veces por segundo. Obtener datos tridimensionales de su movimiento requiere de tecnología avanzada y de cámaras de TV que puedan registrar miles de imágenes por segundo, lo que permite hacer un ‘barrido’ de la estructura 3D de esta célula mientras se está moviendo a altas velocidades.

Tradicionalmente, la investigación básica que se ha realizado en esta célula se ha basada en microscopía tradicional que arroja imágenes ‘planas’ de un movimiento que no es plano. Esto ha limitado la interpretación de los resultados que tradicionalmente se han obtenido.

Desde hace cientos de años se había considerado que el movimiento del flagelo era simétrico. Podemos imaginar una cuerda que amarramos a una pared y la empezamos a agitar de arriba hacia abajo.

Si un dispositivo ficticio que consiste de un lápiz amarrado a un punto de la cuerda nos permite dibujar lo que ocurre en un rollo de papel que enrollamos mientras la cuerda se agita, observaremos una onda en forma sinusoidal que sube y baja en forma simétrica. Imaginemos ahora que pudiéramos fijar ese lápiz en el flagelo del espermatozoide y que trazáramos su movimiento mientras se desplaza.

Si vemos esto desde arriba, habrá una apariencia de simetría, como si observáramos la cola de un pez cuando bate. Sin embargo, si ahora nos montáramos en la cabeza de esta célula como si fuera un caballo y nos abrazamos fuertemente, veríamos que en la realidad, la cabeza de esta célula gira como un saca-corchos, y que el batido de su cola solo se mueve de la mitad hacia arriba y no de forma simétrica.

En realidad, el efecto combinado de este giro con un movimiento asimétrico genera, si lo vemos desde arriba, una apariencia de movimiento simétrico.

Este descubrimiento tiene implicaciones muy importantes en el entendimiento básico de la biomecánica y de la fisiología del espermatozoide humano que llevará a nuevas teorías sobre los aspectos básicos involucrados en la fecundación humana.

Esta investigación es el fruto de una colaboración multidisciplinaria en la que participaron Biólogos, Matemáticos, Físicos e Ingenieros. Es gracias a la conjunción de estas disciplinas que se ha podido llegar a los descubrimientos descritos, los cuales de manera unidisciplinaria no habrían sido posibles. En la parte matemática, el Dr. Hermes Gadêlha de la Universidad de Bristol, Inglaterra lidereó el minucioso análisis matemático del movimiento del espermatozoide que permitió llegar a las conclusiones observadas, con el gran apoyo del Dr. Paul Hernández Herrera, también matemático egresado de la Universidad de Xalapa. Por la parte Biológica, el Dr. Alberto Darszon dirigió la parte teórica y experimental referente a esta importante célula. El Dr. Fernando Montoya se encargó de los aspectos de la Física durante la adquisición de los datos experimentales y el diseño de ingeniería del sistema de adquisición de datos 4D estuvo a cargo del Dr. Gabriel Corkidi.

Fuente: Instituto de Biotecnología de la UNAM

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