Interacción con las células de Sertoli
A lo largo de toda la espermiogénesis, las células en desarrollo (desde las espermátidas tempranas hasta las tardías) se encuentran parcialmente sumergidas en el citoplasma de las células de Sertoli (sustentocitos).
- Nutrición y regulación: Los sustentocitos suministran a las células en maduración las sustancias necesarias a través de complejos tubulobulbares especializados.
- Espermiación (finalización del proceso): Las espermátidas tardías rompen su conexión con las células de Sertoli y se liberan hacia la luz del túbulo seminífero. En este momento desaparecen los puentes citoplasmáticos que unían el clon celular, las células se individualizan y a partir de entonces se denominan espermatozoides.
Reorganización morfológica celular
La transformación de la espermátida comprende una modificación radical de todas sus estructuras para cumplir con una única tarea: transportar el material genético hasta el ovocito.
- Núcleo: En las etapas iniciales, el núcleo haploide mantiene su actividad. Posteriormente, las histonas son reemplazadas por proteínas más básicas: las protaminas. La cromatina se empaqueta de forma hiperdensa, el núcleo se reduce 30 veces, pierde su actividad funcional y se desplaza hacia uno de los polos (la futura cabeza).
- Acrosoma: Se forma a partir del aparato de Golgi. Es un análogo lisosomal que evoluciona desde un gránulo membranoso hasta convertirse en un «doble casquete» aplanado sobre la porción anterior del núcleo. Contiene en su interior enzimas (acrosina, hialuronidasa, colagenasa) necesarias para degradar las cubiertas del ovocito.
- Flagelo (aparato locomotor): Comienza a crecer a partir de un centriolo situado en el polo posterior del núcleo. La base del flagelo está constituida por el axonema con la organización clásica de microtúbulos (9 pares periféricos y 1 central).
- Membrana: El plasmalema situado sobre el acrosoma modifica su composición química, lo que en el futuro facilitará la quimiotaxis, la unión con el ovocito y promoverá su ruptura durante la fecundación.
Aporte energético y reducción del citoplasma
Para su existencia autónoma, el espermatozoide desarrolla vías metabólicas potentes mientras se deshace del exceso de lastre.
- Sistema enzimático: En el citoplasma se sintetizan enzimas para la utilización de sustratos exógenos. La secreción del epidídimo aporta acetilcarnitina (que ingresa a las mitocondrias mediante la acetilcarnitina transferasa), y la secreción de las vesículas seminales aporta fructosa (convertida en sorbitol y luego en glucosa por acción de la sorbitol deshidrogenasa).
- Mitocondrias: Se disponen en espiral alrededor del inicio del axonema, formando la vaina mitocondrial en la pieza media de la cola. Al ingresar al tracto reproductor femenino, cambian su metabolismo para oxidar lactato y piruvato.
- Reducción del citoplasma: Los orgánulos (RE, aparato de Golgi, ribosomas) y el exceso de citoplasma se desplazan a lo largo de la cola en forma de una «gota», el cuerpo residual. Posteriormente, este se desprende, dejando únicamente una capa citoplasmática residual muy fina alrededor del axonema y el acrosoma.
Maduración postesticular y capacitación
Al abandonar los túbulos seminíferos, los espermatozoides todavía no son capaces de fecundar el ovocito. Su maduración continúa en varias etapas.
En el epidídimo (dura de 1 a 3 semanas):
- En la cabeza del epidídimo se completa la configuración morfológica del acrosoma.
- En la cola del epidídimo y los conductos deferentes, las células adquieren movilidad.
- La superficie adquiere una carga negativa (para prevenir la aglutinación) y se une a glicoproteínas específicas.
En el tracto reproductor femenino tiene lugar la capacitación:
- Las secreciones del tracto femenino, de la próstata y de las vesículas seminales actúan sobre el espermatozoide.
- Se incrementa la labilidad de la membrana celular (preparación para la reacción acrosómica).
- El metabolismo y la movilidad alcanzan su punto máximo.
Organización del epitelio espermatogénico
A diferencia del epitelio convencional, en los túbulos seminíferos coexisten células de diferentes generaciones. Las células madre entran en diferenciación de manera estrictamente periódica.
- Orden temporal (Ciclo): La duración total de la espermatogénesis es de 75 días. Nuevas células se incorporan al proceso cada 19 días. Como resultado, en cualquier punto del túbulo se desarrollan simultáneamente 4 capas celulares (con una diferencia de desarrollo exactamente de 19 días). El conjunto celular en un mismo sitio cambia de forma cíclica.
- Orden espacial (Onda): El proceso se inicia en la mitad de un asa tubular y se propaga en ambas direcciones (en roedores a una velocidad aproximada de 2,2 mm/día). Si nos desplazamos a lo largo del túbulo «en contra de la onda», se puede observar la misma secuencia de cambio de fases que al observar un solo punto a lo largo del tiempo.
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿Qué fases (estadios) se distinguen en el proceso de la espermiogénesis?
En el proceso de la espermiogénesis se distingue el desarrollo de las espermátidas desde las formas tempranas hasta las tardías, las cuales atraviesan cinco procesos de reorganización morfológica.
- Espermátidas tempranas: poseen forma redonda y un núcleo claro, y conservan su actividad funcional.
- Espermátidas intermedias: adquieren forma ovalada y un núcleo oscuro; los flagelos aún no están presentes.
- Espermátidas tardías: se caracterizan por la formación de la cola.
Se distinguen los siguientes procesos de reorganización: la remodelación morfológica del núcleo, la formación del acrosoma, del flagelo, de los sistemas de aporte energético y la reducción del citoplasma.
¿Qué hormonas regulan el proceso de la espermiogénesis y la función de las células de Sertoli?
La actividad de las células de Sertoli y el proceso de la espermatogénesis están bajo el control de hormonas hipofisarias y esteroides locales.
- FSH: estimula a las células de Sertoli y la síntesis de proteínas específicas en su interior.
- Testosterona: activa los sustentocitos y estimula directamente a las células espermatogénicas.
- Estradiol: se produce en los sustentocitos a partir de la testosterona e inhibe localmente la síntesis de testosterona.
- Inhibina: proteína responsable de la supresión de la producción de FSH mediante un mecanismo de retroalimentación negativa.
- Activina — estimula la división de las espermatogonias.
¿Qué elementos estructurales (además del axonema y las mitocondrias) forman parte del flagelo del espermatozoide?
Además del axonema y la vaina mitocondrial, la estructura del flagelo del espermatozoide incluye elementos del citoesqueleto y cubiertas específicas.
- Centriolos — proximal y distal, se encuentran en el cuello del flagelo; el axonema se origina a partir del centriolo distal.
- Fibrillas densas externas — 9 elementos del citoesqueleto compuestos de proteínas de tipo queratina que rodean al axonema en las piezas intermedia y principal de la cola.
- Vaina fibrosa — consiste en fibrillas dispuestas de manera circular y está presente en la pieza principal de la cola en lugar de las mitocondrias.
- Plasmalema — cubre las piezas intermedia y principal de la cola, mientras que en la pieza terminal permanece como la única cubierta sin membranas adicionales.
Contenido del acrosoma: regla «AHC» — Acrosina, Hialuronidasa, Colagenasa. Estas enzimas «Atacan las Fronteras de la Célula» (del ovocito).
Preguntas de clases y exámenes
¿Por qué los testículos se encuentran fuera de la cavidad abdominal, en el escroto?
El proceso de síntesis proteica en las espermátidas es sumamente sensible a la temperatura. La temperatura óptima para la espermiogénesis es de aproximadamente 34 °C, lo cual es inferior a la temperatura corporal normal.
¿En qué consiste la capacitación?
Es la etapa final de maduración de los espermatozoides en el tracto reproductor femenino, durante la cual aumenta la labilidad de sus membranas (para su ruptura al encontrarse con el ovocito) y se incrementa drásticamente su actividad motora.
¿Qué es la espermiación?
Es el proceso mediante el cual las espermátidas tardías se liberan del contacto con las células de Sertoli hacia la luz del túbulo seminífero. En este proceso desaparecen los puentes citoplasmáticos y las células se convierten en espermatozoides.
Qué más repasar sobre el tema
- Modelo matemático del ciclo del epitelio espermatogénico (75 días e intervalos de 19 días)
- El fenómeno de la «onda» del epitelio espermatogénico y la velocidad de su propagación
- Cuadro histológico de la espermatogénesis: diferencias en la composición celular en los cortes I, II y III
- Estructura detallada y funciones de los complejos tubulobulbares
Domina el tema por completo en el curso de «Histología»
Aquí tienes un resumen. En el curso encontrarás todo lo que preguntan en clase y en el examen.
- Guía metodológica completa sobre el tema «Espermiogénesis» y otras 3 485 páginas de la asignatura
- Ejercicios y pruebas después de cada tema, igual que en el examen práctico
- El tutor de IA responderá a tus preguntas sobre el tema en cualquier momento
- 137 videotutoriales de la asignatura
Otros temas de la sección «Aparato reproductor masculino»
Videotutoriales gratuitos: histologíaLecciones breves con resúmenes, sin registro.
Material preparado por los profesores de WhiteCoat Pro según el plan de estudios de las facultades de medicina. De carácter educativo.