La deficiencia de taurina en el esperma se relaciona con la infertilidad masculina
Los espermatozoides son células altamente especializadas y adaptadas para alcanzar un único objetivo: fecundar un óvulo. En el camino hacia la fecundación, los espermatozoides deben emprender un largo viaje hasta el oviducto femenino, sorteando varias tensiones fatales que se producen a su paso por distintos entornos fisiológicos. Sin embargo, los acontecimientos que permiten a los espermatozoides lograr la fecundación en estas condiciones sólo se conocen parcialmente.
En un estudio publicado en The FEBS Journal, investigadores de la Universidad de Tsukuba y la Universidad de Cornell informan de que han descubierto un regulador del volumen celular en los espermatozoides que desempeña un papel clave en el mantenimiento de su forma y fertilidad.
La mayor parte de la masa de una célula está formada por agua, y esta agua puede determinar su volumen. La membrana que rodea a cada célula es permeable, por lo que las células pueden absorber o liberar agua en exceso dependiendo de la cantidad de agua que las rodee (un fenómeno conocido como "ósmosis"). Esta propiedad es análoga al comportamiento de una esponja: al igual que una esponja que absorbe demasiada agua, los cambios en los niveles de agua pueden modificar drásticamente el volumen y, en última instancia, la forma de una célula.
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"Las células poseen mecanismos sensores que les permiten compensar los cambios en su entorno osmótico", explica el autor correspondiente, Atsushi Asano, profesor adjunto de la Universidad de Tsukuba. "Sin estos sensores compensatorios, las células experimentarían cambios de volumen excesivos que provocarían la rotura de la membrana u otros problemas morfológicos. Este tipo de sensor es bastante común en las células, pero nos sorprendió encontrar uno que desempeña un papel importante en la función de los espermatozoides."
Anteriormente, se descubrió que los ratones macho que carecen de cisteína dioxigenasa (CDO) son infértiles. La CDO es una proteína que produce el aminoácido taurina, que a su vez interviene en la ósmosis. Aunque estos hechos no son nuevos, el papel exacto de la CDO y la taurina en la fecundación ha sido objeto de controversia durante mucho tiempo.
En el estudio, los investigadores confirmaron que los ratones macho a los que les faltaba CDO tenían más probabilidades de ser estériles que sus homólogos sanos, más de 10 veces más. También descubrieron que los niveles de taurina descendían drásticamente en los espermatozoides de estos ratones. Esto sugería una clara relación entre ambos defectos, pero planteaba un enigma en estos hallazgos: los espermatozoides son incapaces de fabricar proteínas, incluida la CDO. Entonces, ¿cómo obtenían los espermatozoides la taurina, tan crítica para su función? El equipo descubrió que, en lugar de fabricar su propia taurina, los espermatozoides la absorbían a su paso por el tracto genital masculino.
"El proceso de absorción parece ser una importante estrategia de supervivencia para los espermatozoides durante la fecundación, ya que los espermatozoides maduros no pueden producir proteínas por sí mismos", afirma Ai Ushiyama, coautora del estudio. "Los hallazgos nos convencieron de que la taurina era esencial para el proceso de fecundación, pero aún teníamos que averiguar qué hacía exactamente la taurina en los espermatozoides."
Los investigadores se fijaron en una pista reveladora: una "curvatura" inusual en la cola de los espermatozoides. Los espermatozoides de ratones con deficiencia de CDO tenían casi el doble de probabilidades de presentar una cola torcida cuando se les colocaba en un entorno como el del útero. Sorprendentemente, el defecto desaparecía cuando se suministraba taurina adicional a los espermatozoides. Estas observaciones llevaron a los autores a concluir que, al controlar la ósmosis, la taurina ayudaba a mantener la forma correcta de los espermatozoides durante la fecundación.
"Nuestros hallazgos demuestran que la producción de taurina por la CDO en el tracto reproductor masculino y su absorción por los espermatozoides son mecanismos fundamentales para la fertilidad masculina", concluye Asano, "y creemos que a medida que los espermatozoides atraviesan distintos entornos osmóticos, el nivel de taurina dentro de la célula cambia para equilibrar el cambio en el volumen celular. Así se evitan los cambios excesivos de forma provocados por la entrada o salida de agua, lo que permite a los espermatozoides completar con éxito la fecundación en condiciones ambientales difíciles."
