Espermatogénesis

Vamos a hablar de un par de estructuras muy importantes  del sistema reproductor masculino: Los testículos. Se encuentran dentro del escroto,  y tienen dos funciones primordiales. En primer lugar, producen el aporte masculino   en la concepción de un bebé, que es el esperma. En segundo lugar, generan la mayor parte  de la principal hormona  masculina, la testosterona.  Pero, de momento, solo hablaremos de la  primera función, la producción de esperma. Observemos el interior de los  testículos y veamos qué encontramos.  Aquí vemos un montón de tubos en azul,  que se denominan túbulos seminíferos.  Los espermatozoides se producen dentro  de estos túbulos, y la testosterona es   producida por células llamadas células de Leydig que se encuentran en el exterior de estos túbulos.  Como decía, los espermatozoides se  producen en los túbulos seminíferos.  Luego pasan de los túbulos al epidídimo para madurar  y prepararse para salir, vía eyaculación, en busca de un óvulo que fecundar.  Así que para apreciar el proceso de  producción de esperma y cómo sucede todo,  tenemos que echar un vistazo dentro de los túbulos seminíferos.  Veamos el interior de estas estructuras. Esta imagen representa una sección   transversal del túbulo, ampliado para  que podamos ver mejor sus componentes.  Esta capa azul claro que vemos a lo largo de  la parte superior aquí es una capa semejante   al músculo que ayuda a impulsar el esperma  por los túbulos y al interior del epidídimo   mediante una especie de contracciones  musculares coordinadas que se mueven en   forma ondulatoria por los tubos. Capa semejante al músculo liso  El patrón de movimiento  coordinado se llama peristalsis.  Imagínate que aprietas un tubo de pasta  de dientes de abajo hacia arriba para   obtener un poco de pasta de dientes: la peristalsis se parece bastante a eso.  Como decíamos, los espermatozoides,  después de salir de los túbulos   seminíferos, van hacia esta red de tubos denominada rete testis,  y de ahí van al epidídimo, donde  maduran y son almacenados por un tiempo. Bien, es solo una breve explicación  sobre la peristalsis y el movimiento   de los espermatozoides a través de los tubos, pero volvamos a la sección transversal de aquí. Estas células dispuestas radialmente  en un azul un poco más oscuro,  se llaman células de Sertoli.  Fíjate que las células de  Sertoli están dispuestas dentro   de estos túbulos de una manera más compacta. Esto es solo una forma simple y esquemática de   describirlas y ver cómo hacen lo que hacen. Ya lo verás. La idea general es que el esperma se desarrolla entre dos células de Sertoli,  se desarrolla mientras transita entre las dos células y se   dirige hacia el lumen aquí. Por cierto, el lumen es un orificio   en el centro de un tubo hueco, así que, por ejemplo,   el lumen de una manguera de jardín es la parte por donde pasa el agua. Veamos en detalle cómo sucede todo esto. Vamos a ampliar esta parte,  (aunque podríamos elegir cualquier lugar  a lo largo de estos tubos porque  todo forma parte del mismo proceso),  y digamos que esto es una célula de Sertoli, y que hay una célula de Sertoli en el otro lado,  pero solo escribiré S para  identificar a la célula de Sertoli,  y esa parte azul claro de arriba  es la capa de músculo liso  que se encarga de la peristalsis. Entonces, esta célula morada de aquí, ¿qué es?  Se llama espermatogonia, Las espermatogonias se encuentran  entre cada conjunto de  células de Sertoli adyacentes. Son una especie de precursores de la  forma madura de los espermatozoides.  En otras palabras, son la célula germinal de  donde provienen todos los espermatozoides,  por lo que pasan por  diferentes etapas de desarrollo  en un proceso llamado diferenciación, hasta formar lo que conocemos como esperma.  Así que bien podrías preguntarte: "Bueno, si estas espermatogonias se   están diferenciando, es decir, están en el proceso para   convertirse en espermatozoides maduros, ¿qué pasa cuando todos terminan el proceso?  ¿No nos quedaremos sin espermatogonias?" Y esa es una gran reflexión,  pero ese problema tiene una solución  y es que, cuando la espermatogonia  por un proceso de mitosis se  divide en dos espermatogonias,  una se diferenciará en la siguiente  célula precursora de esperma  descendiendo por el camino de  la producción de esperma maduro,  y la otra seguirá siendo una espermatogonia,  que dará lugar a otras dos células, y solo una de ellas se diferenciará,  y la restante seguirá siendo una  espermatogonia, y así sucesivamente. Así que comenzaremos oficialmente aquí.  Nuestra espermatogonia se  dividirá mediante mitosis,  y una de las células hijas  se diferenciará y formará  un espermatocito primario. Vamos a dibujarlo.  Recuerda, la otra célula hija volverá a ser una célula germinal, una espermatogonia,  de manera que este espermatocito primario de aquí tiene que cruzar esta unión  entre las dos células de Sertoli, que se llama unión estrecha,  y la unión estrecha crea  efectivamente dos compartimentos. Uno aquí arriba, que se llama compartimento basal. Basal porque está más cerca de la base  o la región basal de las células de Sertoli, y un compartimiento aquí abajo   denominado compartimento adluminal porque incluye el lumen que mencionamos antes. Así que debido a que están bien separados por la unión estrecha aquí,  estos dos distintos compartimentos tienen ambientes químicos realmente diferentes.  Tienen diferentes moléculas de señalización y proteínas flotando en ellos,  y eso permite que cada compartimiento se ocupe de una etapa diferente del   desarrollo del esperma. Volviendo a la unión estrecha, se puede decir que detecta al   espermatocito primario que se acerca y se abre,  por lo que el espermatocito primario se  mueve a través de la unión y comienza   a agrandarse aumentando su citoplasma porque se está preparando para dividirse  y diferenciarse en dos espermatocitos secundarios. Después esta unión estrecha  se reforma muy, muy rápidamente tras esto,  incluso antes de que el espermatocito  primario haya terminado de pasar.  Y la idea detrás de la reforma rápida de la unión estrecha es que ocurre   para que no haya muchas fugas de un compartimento al otro,  y que cada uno mantenga la diferencia  que hay entre ambos ambientes. Volvamos al espermatocito primario. Ahora ha pasado a través de la unión estrecha,  y no ha cambiado mucho, excepto que se ha agrandado un poco al ganar más citoplasma,  entonces se divide y se diferencia en dos espermatocitos secundarios;  pero hay una gran diferencia entre la división que hizo la espermatogonia  para producir el espermatocito primario y la nueva espermatogonia,  porque esa división fue por mitosis, y esta división, donde el espermatocito primario  se divide para crear dos  espermatocitos secundarios.  se realiza mediante un proceso llamado meiosis. Así que, aunque suenan similares,   mitosis, meiosis, en la mitosis las   células se agrandan y se dividen en dos células hijas iguales que son  genéticamente idénticas a  la célula que las origina,  y en la meiosis las células les dan a cada una  de las células hijas la mitad de sus cromosomas. De esta forma, cada espermatocito  primario tiene 23 pares de cromosomas,  y cada cromosoma es un par de cromátidas hermanas.  Y probablemente hayas notado que  todos estos cromosomas han pasado   por un proceso de entrecruzamiento. Son una mezcla de rosado y azul  de cromosomas homólogos de mamá y papá, así que sólo a modo de recordatorio:   los espermatocitos primarios fueron creados a partir de las   espermatogonias por mitosis, pero en un momento dado,   los espermatocitos primarios deciden someterse a la meiosis. De esta forma la profase uno comienza  en estos espermatocitos primarios,  y el entrecruzamiento ocurre en  estos espermatocitos primarios;  luego la metafase uno, la  anafase uno, la telofase uno,  y la citocinesis ocurren para dividir el   espermatocito primario en dos  espermatocitos secundarios. Así que cuando los espermatocitos primarios  se diferencian en espermatocitos secundarios,  dan a cada una de sus células hijas la mitad de sus cromosomas,  por lo que cada espermatocito  secundario tiene 23 cromosomas,   todavía con una cromátida hermana cada uno. ¿Y entonces qué pasa? Bueno, tenemos a los   espermatocitos secundarios. Cada uno tiene 23 cromosomas  en configuración de cromátidas hermanas, que ahora necesitan diferenciarse.  Así que lo hacen, se diferencian en espermátidas, que comienzan  a parecerse a los espermatozoides, y se generan dos espermátidas por   cada espermatocito secundario. Así que habría cuatro aquí,  pero solo he dibujado las espermátidas de uno de los espermatocitos secundarios. Fíjate que estas dos espermátidas  están un poco más incorporadas  en las células de Sertoli.  Así obtienen muchos nutrientes. Es importante mencionar,   sin embargo, que cuando se diferencian de  espermatocitos secundarios a espermátidas,  ocurre la segunda mitad de la meiosis, lo que se conoce como meiosis dos. De esta forma la meiosis uno se completó antes cuando pasamos de espermatocitos primarios  a espermatocitos secundarios, y al someterse al segundo paso de la meiosis aquí,  se reduce aún más el número de copias  de cromosomas, se reduce a la mitad. Así que en lugar de 23 cromosomas  cada uno con una cromátida hermana,  estas espermátidas recién  originadas tienen cada una  23 copias individuales de cada cromosoma. Y se necesita que los espermatozoides tengan   solo una copia de cada cromosoma porque después de que un   espermatozoide fecunda un óvulo femenino, (ya que los óvulos terminan también con   una sola copia de cada cromosoma), cuando sus núcleos se fusionan,  crean un conjunto de  veintitrés pares de cromosomas.  Un conjunto procedente del esperma del padre y un conjunto del óvulo de la madre. Ahora lo que ocurre en la  última etapa que tiene lugar  entre las células de Sertoli,  es que las espermátidas se  diferencian en espermatozoides.  Un espermatozoide por espermátida en un proceso llamado espermiogénesis,  y cada espermatozoide tiene una  sola copia de cada cromosoma.  Observa cómo un espermatocito primario termina dando lugar a cuatro espermatozoides.  Recuerda que lo que ves aquí debería ser el doble,  por lo que deberíamos ver dos espermatozoides más.  Sin embargo solo he mostrado los productos de uno de los espermatocitos secundarios. Ahora bien, aquí abajo en la etapa  de espermatozoides recién generados,  el proceso completo no ha terminado todavía. El esperma inmaduro todavía tiene   que viajar al epidídimo para madurar y convertirse   en espermatozoides que sean totalmente  capaces de llevar a cabo la fertilización,  de manera que en el epidídimo obtienen  más mitocondrias y flagelos más largos,  y en ese punto están listos para comenzar su viaje con la esperanza de fecundar un óvulo.