22/09/2022 - 8:51
Os espermatozoides nadam melhor contra o fluxo quando o fazem juntos. Apesar da ideia popular de que a célula reprodutiva masculina mais rápida e apta é aquela que vence a corrida da fertilização, pesquisas mostraram que os espermatozoides geralmente se unem para navegar no trato reprodutivo feminino em uma ampla variedade de espécies de mamíferos. Um novo estudo publicado na revista Frontiers in Cell and Developmental Biology oferece algumas razões convincentes por trás de um comportamento de agrupamento recém-identificado.
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Pesquisas anteriores da equipe, liderada por cientistas da Universidade Estadual Agrícola e Técnica da Carolina do Norte e da Universidade Cornell (ambas nos EUA), revelaram pela primeira vez que os espermatozoides se unem naturalmente sem se prenderem uns aos outros quando nadam em fluido viscoelástico. Esse é o tipo de fluido encontrado pelos espermatozoides que migram através do colo do útero e do útero até o oviduto onde o óvulo é fertilizado. O termo viscoelasticidade refere-se tanto à espessura quanto à elasticidade.
No entanto, equipes de espermatozoides não aderidos não ultrapassam os nadadores solitários, como fazem em outros exemplos de comportamento de grupo. Por exemplo, a cabeça do espermatozoide do rato-do-campo tem um gancho que o prende fisicamente a outro espermatozoide, ligando centenas a milhares em uma espécie de trem de espermatozoides que é mais rápido que o espermatozoide solitário.
Indo contra o fluxo
Os pesquisadores queriam aprender os possíveis benefícios biológicos desse comportamento aparentemente estranho em uma escala e em um ambiente que não é fácil de estudar – especificamente, correntes de fluido viscoelástico fluindo através de canais estreitos no trato reprodutivo feminino. Em uma série de experimentos usando esperma bovino (um bom modelo para a variedade humana) e um dispositivo microfluídico para imitar os parâmetros físicos do trato feminino, eles observaram como os espermatozoides agrupados em fluido viscoelástico reagiam a diferentes cenários de fluxo.
Eles descobriram três benefícios biológicos potenciais para o agrupamento de espermatozoides, com base na força da corrente contra a qual o espermatozoide deve viajar. Primeiro, na ausência de fluxo, os espermatozoides agrupados parecem mudar de direção com menos frequência e nadar em linha reta. Contra um fluxo moderado a intermediário, os espermatozoides agrupados ficam mais bem alinhados, como um cardume de peixes subindo a corrente. Finalmente, sob altas taxas de fluxo fisiológico, parece haver segurança em números contra ser levado pelo fluxo forte.
“Em geral, eu diria que a identificação de vantagens de motilidade que não são o aumento da velocidade não é usual e, portanto, significativa. De certa forma, abrimos novos caminhos para o exame do desempenho do esperma”, observou o dr. Chih-kuan Tung, coautor e professor associado de física na Universidade Estadual Agrícola e Técnica da Carolina do Norte.
Fertilidade precisa de física
Como físico treinado, Tung se disse particularmente intrigado com a dinâmica de proteção em jogo quando o fluxo é mais pesado. “Isso pode se assemelhar à formação do pelotão no ciclismo, embora a mecânica do fluido para o espermatozoide seja drasticamente diferente da dos ciclistas. Certamente gostaríamos de saber mais sobre isso.”
Observar o espermatozoide nadar não é apenas um esporte científico. Uma melhor compreensão da física de como os espermatozoides navegam pelo complicado trato reprodutivo feminino para fertilizar o óvulo pode ter implicações para os tratamentos de infertilidade e além.
“Em longo prazo, nossa compreensão pode fornecer uma melhor seleção de espermatozoides usados para intervenção, como fertilização in vitro ou outras tecnologias de reprodução assistida”, disse Tung. “Isso pode ser necessário, pois [esses métodos] normalmente ignoram alguns ou todos os mecanismos de seleção presentes no trato feminino e produzem resultados menos favoráveis.”
