Os pesquisadores descobriram o que dá ao esperma humano a força para ter sucesso na corrida para fertilizar o óvulo.

Os pesquisadores, das universidades de York e Oxford, descobriram que uma camada externa de reforço que reveste as caudas dos espermatozóides humanos é o que lhes dá a força para fazer os poderosos golpes rítmicos necessários para romper a barreira do muco cervical.

Apenas cerca de 15 dos 55 milhões de espermatozoides que embarcam na jornada traiçoeira para fertilizar o óvulo são capazes de atravessar o trato reprodutivo, onde o muco cervical, que é cem vezes mais espesso que a água, faz parte de um dos desafios seletivos mais difíceis da natureza.

Os resultados podem levar a melhores métodos de seleção de esperma em clínicas de fertilização in vitro, com o espermatozóide mais apto sendo identificado em condições que imitam mais de perto a natureza.

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Dr. Hermes Gadêlha, do Departamento de Matemática da Universidade de York, disse:"Ainda não entendemos totalmente como, mas a capacidade de um espermatozóide de nadar pode estar associada à integridade genética. O muco cervical faz parte do processo no corpo feminino de garantir que apenas os melhores nadadores cheguem ao ovo.

"Durante o processo de seleção de espermatozoides, As clínicas de fertilização in vitro atualmente não usam um líquido altamente viscoso para testar o melhor esperma, pois até agora não estava totalmente claro se isso era importante. Nosso estudo sugere que mais testes clínicos e pesquisas são necessários para explorar o impacto deste elemento do ambiente natural ao selecionar esperma para tratamentos de fertilização in vitro. "

As caudas dos espermatozoides - ou flagelos - são incrivelmente complexas e medem apenas a largura de um fio de cabelo.

Os pesquisadores usaram um modelo de esperma virtual para comparar as caudas dos espermatozoides de humanos e outros mamíferos, que fertilizam dentro do corpo; com esperma de ouriços do mar, que fertilizam fora do corpo, liberando seus espermatozoides na água do mar.

Enquanto as caudas do ouriço-do-mar e do esperma humano compartilham o mesmo núcleo interno flexível, o estudo sugere que as caudas dos espermatozoides em mamíferos podem ter desenvolvido uma camada externa de reforço para dar a eles a quantidade exata de força e estabilidade extras necessárias para superar a barreira de fluidos espessa que eles enfrentam na fertilização interna.

Os pesquisadores usaram modelos virtuais para adicionar e remover as características dos flagelos nas diferentes espécies para que pudessem identificar sua função.

Eles testaram a capacidade de espermatozoides parecidos com ouriços-do-mar virtuais de nadar através de um líquido tão viscoso quanto o muco cervical e descobriram que suas caudas se dobraram rapidamente sob a pressão, tornando-os incapazes de se impulsionar para frente.

O esperma humano, por outro lado, se debatia descontroladamente em um líquido de baixa viscosidade como água, mas em líquidos mais espessos eles começaram a nadar em uma onda rítmica poderosa.

O Dr. Gadêlha acrescentou:"Usando o esperma virtual, pudemos ver como o esperma dos mamíferos é especialmente adaptado para nadar em fluidos mais espessos. Não sabemos qual adaptação veio primeiro - o esperma mais forte ou o muco cervical, ou se eles co-evoluíram - mas nada na natureza é por acaso e precisamente o que é necessário para as espécies se reproduzirem foi adicionado devido à pressão evolutiva ao longo de milhões de anos. "

Sem sistema nervoso central para tomar decisões sobre como se mover e quando - o que controla o movimento dos espermatozóides permanece um mistério científico.

"Nós sabemos isso, assim como em nossos braços e pernas, os espermatozoides têm músculos minúsculos que permitem que suas caudas se dobrem - mas ninguém sabe como isso é orquestrado dentro da cauda, na escala nanométrica, "disse a Dra. Gadêlha.

"Os espermatozoides são um arquétipo de auto-organização - o movimento parece estar acontecendo automaticamente, talvez por causa de uma combinação complexa de muitos mecanismos em jogo. "