Con el transcurrir del tiempo, todas las células humanas acumulan mutaciones, lo que da como resultado lo que se llama mosaicismo, una condición en la que diferentes células de la misma persona tienen diferentes secuencias de ADN. El mosaicismo ocurre en todos los seres humanos, pero en su mayoría pasa desapercibido.

Cuando se produce mosaicismo en el esperma humano, las mutaciones pueden afectar tanto al hombre como a las generaciones posteriores. Un nuevo estudio publicado en Cell, describe un nuevo método para observar y contar estas mutaciones, y utilizar estos datos para predecir el probable impacto de estas mutaciones en los futuros hijos.

1 de cada 15

El estudio informa que es probable que 1 de cada 15 hombres sea portador de mutaciones en su esperma que podrían afectar negativamente a su descendencia. Investigaciones anteriores sugirieron que los hombres mayores tienen un mayor riesgo de ciertas enfermedades en sus hijos, como el trastorno del espectro autista (TEA) y algunas formas de defectos de nacimiento. En el último estudio, los investigadores compararon el esperma de hombres mayores con hombres más jóvenes para determinar las diferencias en las mutaciones.

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Descubrieron que las mutaciones detectables no diferían en número, lo que sugiere que estas mutaciones crean un riesgo estable de enfermedad en la descendencia. Los hallazgos también indicaron que es más probable que las mutaciones asociadas con la edad surjan en células de un solo espermatozoide, que ocurren por debajo de los niveles actuales de detección. Se el coautor Xiaoxu Yang:

Descubrimos que cada eyaculación de un hombre muestra un promedio de 30 mutaciones. Casi todos estos se encontraron en muestras seriadas de un período de seis a 12 meses, mientras que la mayoría de las mutaciones estaban completamente ausentes en una muestra de saliva o sangre.

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Las investigaciones futuras, dijeron los autores, se centrarán en identificar las causas de las mutaciones que surgen en los hombres mayores y las exposiciones ambientales que podrían explicar los aumentos observados en las mutaciones. El equipo está reclutando familias donde un niño tiene una enfermedad debido a una nueva mutación y donde el padre puede donar una muestra de esperma para buscar evidencia de la mutación.

Según un reciente estudio, los "ratones espaciales" sanos nacieron de esperma de ratón liofilizado que había orbitado el planeta Tierra durante casi seis años a bordo de la Estación Espacial Internacional (ISS).

Esta es una buena noticia porque la radiación que daña el ADN en la ISS es más de 100 veces más fuerte que en la Tierra.

Generaciones espaciales futuras

Es muy relevante examinar los efectos de la radiación espacial no solo en los organismos vivos, sino también en las generaciones futuras si vamos a explorar el espacio. La radiación espacial puede causar daños en el ADN de las células y efectos en la herencia de mutaciones en la descendencia después de la exploración del espacio profundo.

El esperma liofilizado podría potencialmente jugar un papel en la repoblación de colonias espaciales.

La mayoría de los estudios realizados sobre los efectos de la radiación espacial no se han realizado en el espacio, sino en condiciones que imitan el espacio. Pero en el nuevo estudio, investigadores japoneses descubrieron un método novedoso para estudiar la radiación en el esperma de mamíferos: liofilizaron esperma de ratón, una técnica que permitió que los espermatozoides se conservaran a temperatura ambiente durante más de un año.

Eso permitió al equipo lanzar el esperma a la ISS sin necesidad de un congelador. La deshidratación de los espermatozoides también mantuvo bajos los costes de lanzamiento mediante el uso de ampollas "ligeras y pequeñas" para almacenar los espermatozoides.

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Los espermatozoides fueron lanzados a la ISS en agosto de 2013 y, una vez que llegaron, los astronautas los almacenaron en un congelador a -95 ºC. Algunas de las muestras regresaron después de nueve meses, otras después de dos años y nueve meses, y la última de las muestras regresó después de cinco años y 10 meses; las muestras biológicas más largas se han conservado en la ISS.

Después de nueve meses, los investigadores encontraron un poco más de daño en el ADN del esperma y los núcleos de gametos masculinos que en los controles sanos, pero las tasas de fecundación y natalidad fueron similares.

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Descubrieron que los espermatozoides absorbían aproximadamente 0,61 milisievert (mSv) / día. En comparación, el límite de la NASA para los astronautas expuestos a radiación en órbita terrestre baja es de aproximadamente 50 mSv / año, o 0,14 mSv / día.

Los investigadores encontraron que el almacenamiento a largo plazo a bordo de la ISS no dañó significativamente el ADN en el esperma. Después de rehidratar el esperma, lo inyectaron en ratones hembras y descubrieron que los ratones dieron a luz ocho crías sanas. Esas crías no mostraron diferencias en la expresión genética en comparación con los controles: ocho crías nacieron de espermatozoides conservados de la misma manera en la Tierra.

El esperma liofilizado mostró una "fuerte tolerancia" a la radiación espacial. Los autores plantean la hipótesis de que esto podría deberse a la falta de moléculas de agua dentro de las células congeladas; Se cree que la radiación induce daño al ADN a través de radicales libres, producidos cuando las partículas energéticas interactúan con las moléculas de agua dentro de las células, escribieron los investigadores.

Poniendo en evidencia la clara viabilidad del almacenamiento de semen congelado a largo plazo, investigadores del Sydney Institute of Agriculture and School of Life and Environmental Sciences, en la Universidad de Sydney, han conseguido fecundar a 34 ovejas merinas.

De las 56 ovejas inseminadas, 34 fueron fecundadas con éxito. La tasa de éxito es casi como la lograda con esperma congelado solo 12 meses, cuando este esperma llevaba almacenado desde 1968 en un laboratorio en Sydney.

Nitrógeno líquido

Los resultados muestran que la fertilidad se mantiene a pesar de los 50 años de almacenamiento congelado en nitrógeno líquido. Parece que este es el semen almacenado viable más antiguo de cualquier especie en el mundo. Esto implicó descongelar el semen, que se almacena como pequeños gránulos en grandes cubas de nitrógeno líquido a -196 ºC.

También se realizaron pruebas in vitro sobre la calidad del esperma para determinar la motilidad, velocidad, viabilidad e integridad del ADN del esperma de 50 años, no encontrándose ninguna diferencia con semen congelado durante un año.

Además, el experimento ha permitido constatar otra cosa, según explica Simon de Graaf, del Sydney Institute of Agriculture and School of Life and Environmental Sciences:

Los corderos parecen mostrar la arruga del cuerpo que era común en las merinas a mediados del siglo pasado, una característica originalmente seleccionada para maximizar el área de la superficie de la piel y los rendimientos de la lana. Desde entonces, ese rasgo ha caído en gran medida a favor de los pliegues que dificultan el esquilo y aumenta el riesgo de ataque de las moscas (...) Ahora podemos ver el progreso genético logrado por la industria de la lana en los últimos 50 años de cría selectiva. En ese tiempo, hemos estado tratando de hacer ovejas mejores y más productivas

Tras analizar a 6.500 hombres residentes en Taiwán, un grupo de investigadores ha constatado que un aumento de la contaminación estaba relacionado con una esperma de peor calidad, según publican en British Medical Journal (BMJ).

PM2

El estudio mostró que por cada aumento de 5 microgramos por metro cúbico de partículas de polución (PM2) había un 26% más de riesgo de presentar un esperama de calidad un 10% inferior al esperma de personas que no residen en estos ambientes. Como explica Xiang Qian Lao, autor principal del estudio y perteneciente a la Universidad de Hong Kong:

Aunque las estimaciones del efecto son pequeñas y la importancia puede ser insignificante en un entorno clínico, se trata de un desafío importante para la salud pública. Dada la ubicuidad de la exposición a la contaminación del aire, lo que puede parecer una cantidad pequeña de PM2.5 en la morfología normal de los espermatozoides puede dar como resultado un número significativo de parejas con infertilidad.

Con todo, estos datos son deberían ser tan alarmantes para la mayoría de las ciudades europeas, que no tienen índices de contaminación tan elevados como en Taiwán.
Imagen | Avodrocc

El diseño del pene humano, y en general muchos penes de otras especies animales, no está tanto enfocado para introducir semen en el interior de la vagina, como para limpiarla de esperma rival, sacándolo de su interior y vertiéndolo para que no pueda llegar hasta los óvulos.

Es lo que sostienen algunos biólogos: que existe una amplia variedad de animales que no compiten por el acceso a los óvulos usando cuernos, colmillos o garras internas, sino a través de una competición de esperma.

La forma de pene incluso podría tener una función aún más maquiavélica, tal y como explica Zoe Cormier en su libro La ciencia del placer:

Otros biólogos han sugerido que, a modo de contraataque espérmico, el esperma que quedase del anterior apareamiento podría alojarse en los acogedores recovecos del prepucio de un hombre para acabar implantándose en la siguiente mujer a la que cortejase. En otras palabras, un hombre de mundo podría llevar de paquete semen de una vagina a otra sin ser consciente de ello.

Guerra microscópica

Hasta ahora hemos visto una competición macroscópica, pero a nivel microscópico también tiene lugar una guerra entre los espermatozoides, que se enganchan unos a otros y, al sumar fuerzas, nadan a mayor velocidad hacia los ovarios. Eso sucede en diversas especies animales, como los koalas y muchos insectos.

Pero no son los únicos animales que emplean secreciones sexuales y espermáticas diversas para librar la competición espermática, tal y como escribe el divulgador Jules Howard en su libro Sexo en la Tierra:

Los hay ganchudos (como el de los koalas, los roedores y los grillos, por poner tres ejemplos) y también planos y circulares (como el de los proturos); giratorios (cangrejos de río), en forma de espiral (algunos caracoles), barbados (algunas termitas) y reptantes (gusanos), y eso por no haber de la gran cantidad de criaturas que expulsan su esperma en asociación (los escarabajos de agua, los milpiés, las caracolas y las zarigüeyas, entre otros).

En el caso de las arañas, reptiles o chimpancés, no es extraño que observemos un “tapón de esperma” que sabotea la eyaculación de otra pareja sexual. Entre los humanos, estas guerras pasan desapercibidas, tal y como señala Cormier:

Un extravagante análisis realizado en la década de 1970 sobre las cualidades de los sucesivos chorros que producen los hombres (de tres a nueve por orgasmo, por si no lo sabía) sugiere que los últimos chorros (que no el primero) contienen espermicidas que luchan contra los recién llegados. Y un informe todavía más extraño publicado en Australia en 1995 declara que los hombres que ven películas pornográficas de una mujer que practica sexo con dos hombres producen esperma de mayor calidad que aquellos que solo ven imágenes de mujeres, lo que sugiere que los testículos se preparan para producir un esperma batallador cuando parece que la competencia va a ser fuerte.

Ya hemos visto los respirocitos, un proyecto de Robert Freitas de nanorrobots que funcionan como una célula sanguínea artificial capaz de llevar 236 veces más oxígeno a los tejidos por unidad de volumen que las células normales. También un proyecto de leucocitos artificiales, más eficaces que los naturales, lo que permitirá fortalecer nuestro sistema inmunitario.

Los nanorrobots muy pronto recorrerán nuestro cuerpo para salvaguardar nuestra salud, e incluso mejorar las funciones de nuestros órganos. Como es el caso del Spermbot, un nanorrobot que ayuda a los espermatozoides vagos a fecundar el óvulo. Como podéis ver en el vídeo que encabeza esta entrada, el dispositivo mide 50 micras de largo por 8 de diámetro.

Una vez que ha cumplido su misión, Spermbot puede hacer el viaje de vuelta y salir al exterior a través de la vagina. Sus creadores, investigadores del Instituto de Nanociencias Integrativas de Dresde, confían en que Spermbot:

Se convierta rápidamente en el método de inseminación artifical por excelencia, una alternativa evidente a la fecundación in vitro.

Vía | Gizmodo

Un hombre puede influir a la información hereditaria contenida en el esperma, lo que permitiría explicar, entre otros factores, la razón de que los hijos de padres obesos también tengan tendencia a ser obesos, tal y como sugiere un reciente estudio publicado en la revista Cell Metabolism y llevado a cabo por investigadores de la Universidad de Copenhague.

Este tipo de herencia metabólica, pues, sería epigenética. La investigación ha mostrado que los patrones epigenéticos pueden alterarse a través de la conducta, incluyendo la dieta y el ejercicio. Y al igual que los genes, los patrones epigenéticos se pueden heredar. Y es que las células de esperma de los hombres obesos tienen distintas marcas epigenéticas, sobre todo en el ARN asociado al control del hambre.

El estudio también analizó el efecto de la cirugía bariátrica sobre la epigenética de esperma, descubriendo un promedio de 5.000 cambios estructurales en el ADN de estas células de esperma, tanto antes de la cirugía, inmediatamente después como un año más tarde. Según señala Romain Barrès, líder del estudio:

Nuestra investigación podría llevar a cambiar el comportamiento acerca de la pre-concepción del padre. Es de conocimiento común que cuando una mujer está embarazada, debe cuidar de sí misma, no beber alcohol, mantenerse alejada de los contaminantes, y así sucesivamente. Pero si la implicación de nuestro estudio es cierta, entonces las recomendaciones deben ser dirigidas también hacia los hombres.

Vía | Medline Plus
Imagen | Joe_13

La sexualidad de un calamar que habita en las profundidades marinas, el Moroteuthis ingens, probablemente sea lo más raro y bestia que podéis contemplar en la naturaleza. Y es que los calamares, literalmente, disparan unos proyectivles cargados de esperma que reciben el nombre de espermatóforos.

Hasta aquí incluso podríamos decir que todo es normal, entre comillas, porque la mayoría de las especies de calamar transfieren esperma a través de cápsulas especializadas, que suelen insertarse directamente en la cavidad receptora. Lo raro y bestia viene después.

Lo que hace del Moroteuthis ingens un ejemplar especial es que estas balas de esperma son lanzadas sin dirección, y pueden insertarse en cualquier parte del organismo de la hembra, horadándolo. Como flechas del amor de Cupido.

Los descubridores de esta forma de sexo fueron unos científicos holandeses embarcados en el Dorada, un barco de investigación de las islas Malvinas, que describen así el hallazgo en un texto que publicaron en 2007 en la revista The Biological Bulletin:

El aparato eyaculador tiene el primer contacto con el tejido y facilita la adhesión o la primera penetración en él, tal vez por medio de recursos mecánicos. Tras la eyección, el cuerpo sólido queda expuesto y puede disolver (tal vez con la ayuda de enzimas proteínicas) el tejido que lo recibe para lograr que el espermatangio penetre más a fondo.

Zoe Cormier, en su libro La ciencia del placer, explica así con sus propias palabras esta secuencia de película gore:

las cápsulas de esperma parecen estar cubiertas con enzimas disolvente de las proteínas concebidas de manera específica para fundirse con la carne de la hembra y permitir que el esperma penetre en su cavidad corporal. El golpe de gracia: una vez alojado en el tejido, el esperam del M. ingens viaja desde cualquier parte de su cuerpo hasta los óvulos, penetrando cuanto encuentra a su paso. Es comprensible que a los machos no les preocupe demasiado en qué zona del cuerpo agujereen a la hembra con su semilla.

Este sexo sadomaso nos recuerda, una vez más, que la diversidad de formas que adopta la reproducción en el reino animal retira el marchamo de especial a la sexualidad humana.

Geoff Parker, de la Universidad de Liverpool, fue quien acuñó el término "competición espermática" para referirse al descubrimiento que hizo en la década de 1970 en una plasta de vaca. Concretamente, mientras observaba las hembras de la mosca del estiércol advirtió que a menudo copulaban con un macho, y luego con otro, y así sucesivamente.

Parker dedujo entonces que, frente a tamaña mezcla de esperma, los machos deberían haber sufrido adaptaciones para optimizar su propio esperma frente al resto, ya fuera fortaleciéndolo (en tamaño o cantidad) como destruyendo el de sus rivales. Las predicciones de Parker resultaron ciertas, y además aplicables a las especies animales en las que existía promiscuidad femenina o poliandria.

Las adaptaciones del semen en este contexto de esta "competición espermática" se han ido descubriendo progresivamente, y las recoge con su particular gracejo Olivia Judson en su libro Los consejos sexuales de la doctora Tatiana para el conjunto de la Creación. Probablemente el esperma más estudiado sea el de la mosca de la fruta, que es capaz de reducir la líbido de la hembra, matar esperma de machos rivales e incluso acelerar el ciclo reproductivo de la hembra para alejarse de las zonas de apareamiento.

Pero no son los únicos animales que emplean secreciones sexuales y espermáticas diversas para librar la competición espermática, tal y como escribe el divulgador Jules Howard en su libro Sexo en la Tierra:

Los hay ganchudos (como el de los koalas, los roedores y los grillos, por poner tres ejemplos) y también planos y circulares (como el de los proturos); giratorios (cangrejos de río), en forma de espiral (algunos caracoles), barbados (algunas termitas) y reptantes (gusanos), y eso por no haber de la gran cantidad de criaturas que expulsan su esperma en asociación (los escarabajos de agua, los milpiés, las caracolas y las zarigüeyas, entre otros).

¿También hay guerra espermática humana?

Entre los humanos, dado que las mujeres también pueden acostarse con otros hombres, también existe una batalla espermática a nivel microscópico. Además de la simple carrera hacia el óvulo, hay una batalla para evitar que otros hombres se apropien del claustro materno al que tenemos dirigido nuestro interés:

Llevamos en nosotros muchos de los atributos de la competición espermática, hasta tal punto que solo entre un uno y un cinco por ciento de lo que eyaculamos los humanos son en realidad espermatozoides: el resto es un cóctel de neurotransmisores, endorfinas e inmunosupresores, cuya única finalidad es la de combatir espermas rivales, potenciar la receptividad femenina (mediante una hormona llamada serotonina) e incluso provocar somnolencia (a través de otra, la melatonina).

Así de polivalente es el semen. Y si queréis saber más cosas sobre él, nos os perdáis la lectura de ¿Cuántos espermatozoides expulsan diferentes especies de animales? o ¿Cuál es la esperanza de vida de un espermatozoide después de la eyaculación?

¿Esperma ¿iPad? Suena a noche solitaria rodeado de pañuelos kleenex. Pero no. La compañía taiwanesa Aidmics ha sacado al mercado iSperm, un analizador de esperma que ofrece los resultados en apenas dos minutos. De esperma humano y también animal, lo cual lo convierte en un app tremendamente práctica para los ganaderos, como podéis ver en el vídeo que encabeza esta entrada.

Naturalmente, el análisis no se realiza exclusivamente con la app y el iPad. Dejad de pensar en Pollock. Con iSperm vienen incluido una serie de elementos necesarios para el análisis, y el recipiente con el esperma se conecta a una lente especial, previamente instalada sobre la cámara de un iPad mini. Los dos resultados principales son el conteo de espermatozoides y su porcentaje de motilidad. Ideal para parejas que estén buscando un bebé. Pero sobre todo una herramienta futurista para ganaderos que permite realizar análisis por un precio mucho más económico que los métodos tradicionales: entre 100 y 200 dólares. Y recordad: ¿Cuál es la esperanza de vida de un espermatozoide después de la eyaculación?

Vía | Gizmodo