Espermatogénesis

Qué es la espermatogénesis

La espermatogénesis designa el conjunto de divisiones celulares y cambios morfológicos que convierten a una célula diploide indiferenciada (la espermatogonia) en cuatro células haploides especializadas para la fecundación. El término procede del griego σπέρμα (spérma, «semilla») y γένεσις (génesis, «origen, generación»), de modo que su traducción literal sería «origen de la semilla».

Se pone en marcha con la pubertad y se mantiene, en circunstancias normales, durante toda la vida adulta del varón, si bien la eficiencia del proceso tiende a reducirse con la edad. Anton van Leeuwenhoek fue el primero en observar espermatozoides en el semen humano, en 1677, con sus microscopios de lente simple fabricados en Delft. Pasarían casi dos siglos hasta que Albert von Kölliker demostrase, en la década de 1840, que esas células procedían del tejido testicular y no eran organismos parásitos, como se había supuesto durante largo tiempo.

Localización y regulación hormonal

Todo el proceso transcurre en el epitelio seminífero, un tejido estratificado que tapiza la pared de los túbulos seminíferos. Las células de Sertoli, distribuidas entre las células germinales, proporcionan soporte estructural, nutrientes y señales paracrinas sin las cuales el proceso no progresa; además, forman la barrera hematotesticular, que aísla a los espermatocitos en proceso de meiosis del sistema inmunitario circulante.

La regulación depende del eje hipotálamo-hipófisis-gónada. La FSH actúa sobre las células de Sertoli y estimula la producción de factores necesarios para la maduración de las células germinales. La LH induce la síntesis de testosterona en las células de Leydig, situadas en el intersticio entre los túbulos. La concentración local de testosterona en el testículo es muy superior a la que circula en sangre periférica (unas 50 a 100 veces mayor, según las series), y esa concentración elevada resulta necesaria para que la espermatogénesis progrese con normalidad.

Fases del proceso

Convencionalmente se distinguen tres etapas, que se solapan en el tiempo porque diferentes generaciones de células germinales coexisten en el mismo segmento tubular.

Fase proliferativa (mitótica). Las espermatogonias de tipo A se dividen por mitosis. Algunas células hijas conservan la capacidad de autorrenovación (garantizando que el reservorio germinal no se agote), mientras que otras se diferencian a espermatogonias de tipo B, comprometidas ya con la línea de producción de gametos.

Fase meiótica. Cada espermatogonia de tipo B origina un espermatocito primario que entra en meiosis I. Esta primera división, en la que tiene lugar la recombinación genética, es la más prolongada del ciclo (puede extenderse unas tres semanas). De ella resultan dos espermatocitos secundarios, que completan rápidamente la meiosis II y generan, cada uno, dos espermátidas haploides. En total, de un solo espermatocito primario se obtienen cuatro espermátidas con 23 cromosomas.

Espermiogénesis. Las espermátidas, células redondas y sin capacidad de movimiento, experimentan una remodelación profunda: el núcleo se condensa (las histonas son sustituidas por protaminas), el aparato de Golgi forma el acrosoma, los centríolos organizan el flagelo, las mitocondrias se disponen en espiral alrededor de la pieza intermedia y el citoplasma sobrante es fagocitado por las células de Sertoli. El resultado es el espermatozoide, una célula extraordinariamente especializada. Para una descripción detallada de esta última fase, puede consultarse la entrada espermiogénesis.

Duración y dinámica del ciclo

Un ciclo completo de espermatogénesis humana tarda entre 64 y 74 días, según las estimaciones clásicas basadas en marcaje con timidina tritiada. A este intervalo hay que sumarle el tránsito por el epidídimo, donde los espermatozoides adquieren motilidad progresiva y capacidad de reconocimiento del ovocito; ese tránsito puede añadir entre 10 y 14 días más.

El epitelio seminífero no produce espermatozoides de forma sincrónica en toda su extensión. Distintos segmentos del túbulo se encuentran en fases diferentes del ciclo, lo que permite que la producción sea continua y no episódica. Se estima que un varón adulto joven produce del orden de 200 a 300 millones de espermatozoides al día, cifra que varía considerablemente entre individuos y que se ve influida por factores como la temperatura escrotal, el estado nutricional o la exposición a tóxicos ambientales.

Diferenciación con la ovogénesis

Ambos procesos comparten la lógica general de la gametogénesis (mitosis seguida de meiosis seguida de diferenciación), pero presentan diferencias relevantes. La espermatogénesis es continua desde la pubertad y genera cuatro gametos funcionales por cada célula precursora; la ovogénesis, en cambio, parte de un reservorio fijado antes del nacimiento y produce un solo ovocito maduro por ciclo, ya que las otras tres células resultantes de la meiosis se descartan como corpúsculos polares. La renovación permanente de espermatogonias, por otro lado, implica que el ADN espermático acumula mutaciones de novo con la edad del varón a un ritmo que no tiene equivalente en la línea germinal femenina.

Preguntas frecuentes

¿De dónde viene la palabra espermatogénesis?

Del griego σπέρμα (spérma), que significa «semilla», y γένεσις (génesis), «origen» o «generación». La voz apareció en la literatura médica en la segunda mitad del siglo XIX, cuando los trabajos histológicos de Kölliker y de otros anatomistas centroeuropeos establecieron que los espermatozoides eran células y no microorganismos independientes.

¿Cuánto dura la espermatogénesis en el ser humano?

Entre 64 y 74 días, según los datos experimentales clásicos. A eso se le debe añadir el período de maduración en el epidídimo, que puede prolongar el proceso unas dos semanas adicionales antes de que los espermatozoides estén plenamente funcionales.

¿Es lo mismo espermatogénesis que espermiogénesis?

No. La espermatogénesis abarca todo el proceso de formación de espermatozoides, desde la división de las espermatogonias hasta la liberación del gameto maduro. La espermiogénesis es solo la fase final, en la que la espermátida (una célula redonda y haploide) se transforma en espermatozoide con cabeza, pieza intermedia y flagelo. Dicho de otro modo, la espermiogénesis es un capítulo dentro de la espermatogénesis.

¿La espermatogénesis disminuye con la edad?

Sí, pero de forma gradual y sin un cese abrupto comparable a la menopausia. Con el envejecimiento, el volumen testicular tiende a reducirse, la eficiencia del proceso baja y la calidad del ADN espermático puede deteriorarse. Aun así, la producción de espermatozoides se mantiene activa en muchos varones hasta edades avanzadas.

Referencias

1. MedlinePlus en español. Cambios en el sistema reproductor masculino por el envejecimiento.
2. Manual MSD (versión para público general). Estructura del aparato reproductor masculino.
3. MedlinePlus en español. Sistema reproductor masculino.
4. Real Academia Nacional de Medicina. Diccionario de términos médicos: espermatogénesis.