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Los espermatozoides de diferentes grupos de animales presentan una gran variedad de formas. Los de los cordados, sin embargo, muestran una notable uniformidad de estructura.
El espermatozoide, que cumple la función de transportar el material genético del macho al ovocito, consta de dos partes principales= cabeza y cola.
La cola consta de cuatro componentes-cuello, pieza media, pieza principal y pieza final (Phillips, 1975).
Imagen cortesía : images.thevine.com.au/sperm-can-be-superfood_070613081831.jpg
Ambas partes del espermatozoide, es decir, la cabeza y la cola, están contenidas como en las células vivas, en una membrana plasmática continua. Toda la célula del espermatozoide está aerodinámica y emparejada para una acción de tipo especial y de duración limitada, a saber, nadar y encontrarse con un óvulo, fusionarse con la corteza de un óvulo e introducir el núcleo y el centríolo del espermatozoide en el interior del óvulo.
Estructura de la cabeza del espermatozoide:
La cabeza del espermatozoide está formada principalmente por el núcleo y el acrosoma. Su forma, tamaño y estructura varían mucho en los distintos grupos de vertebrados (Fig. 7.) La cabeza del espermatozoide desempeña dos funciones: la genética y la de activación.
La función genética se encarna en el núcleo del espermatozoide, que está formado casi en su totalidad por ADN más proteínas nucleares y, por tanto, es responsable de la transmisión de los caracteres hereditarios del macho. El núcleo del espermatozoide ocupa la mayor parte de la cabeza y su forma, en última instancia, determina la forma de la cabeza del espermatozoide. En el extremo anterior del núcleo del espermatozoide se encuentra una estructura en forma de capuchón llamada acrosoma.
La forma y el tamaño del acrosoma varían entre las distintas especies. El acrosoma está limitado por una membrana acrosomal y contiene ciertos polisacáridos acrosomales como galactosa, manosa, fructosa y hexosmina (Kopency, 1976). Un gran número de enzimas, especialmente hidrolasas, también están presentes en el acrosoma. También contiene dos enzimas muy importantes como la hialuronidasa y la zona Iysin o acrosina que funciona durante la entrada de los espermatozoides en el óvulo (Nelson, 1985).
En los espermatozoides de algunos animales como las aves, se produce una estructura en forma de cono llamada cuerpo axial o cono acrosomal entre el acrosoma y el núcleo (Fig. 8 A). El cono acrosómico se convierte en un filamento acrosómico en el momento de la fecundación. Hay muy poco citoplasma entre el núcleo y la membrana plasmática de la cabeza del espermatozoide. El citoplasma entre la membrana de la vesícula acrosomal y la membrana plasmática del espermatozoide se denomina citoplasma periacrosomal.
Estructura de la cola del espermatozoide:
El aparato motor de la cola del espermatozoide es el axonema o complejo de filamentos axiales que consiste en el habitual par central o fibrilla axial (o microtúbulos) rodeado por una fila interior de nueve microtúbulos dobletes uniformemente espaciados, cada uno con dos filas de brazos que se proyectan hacia el doble túbulo adyacente, una fila de radios radiales que irradian hacia el interior hacia el par central de microtúbulos, con anillo exterior de nueve fibras longitudinales gruesas (Guraya, 1987).
En realidad, todos los componentes estructurales del flagelo, que incluyen la pieza de conexión, el axonema 9 + 2, la vaina fibrosa y las fibras densas exteriores, están estructuralmente entrelazados en una unidad funcional.
Se ha descrito una vaina central, formada por proyecciones que rodean los dos túbulos centrales. Está conectada por nueve radios, enlaces radiales a los nueve dobletes, que también están conectados entre sí por enlaces interdobles. (Fig. 8 d).
Desde el punto de vista morfológico la cola consta de las siguientes subdivisiones:
1. Cuello:
El cuello es un segmento corto, ligeramente constreñido, formado por proyecciones situadas entre la base de la cabeza y el primer giro de la hélice mitocondrial de la pieza media. El cuello se diferencia claramente de la cabeza y también del resto de la cola (es decir, la pieza media, la pieza principal y la pieza final.) en ciertas características morfológicas del plasmalema, una marcada demarcación de su límite superior por el anillo posterior, y la falta de continuidad entre las columnas segmentadas y las fibras externas del dener de la cola (Fig- 8 A). Los dos centríolos situados en ángulo recto entre sí son el centríolo proximal y el distal.
El centríolo distal forma y da sujeción al filamento axial de la cola del espermatozoide; el centríolo proximal no tiene ninguna función activa en el espermatozoide, pero es un activador potencial dentro de un óvulo durante la primera división del óvulo fecundado.
ADVERTENCIAS:
En el cuello también están presentes dos o tres mitocondrias. Estas generalmente establecen una estrecha relación con cualquiera de los extremos de la centríola proximal envolviendo la superficie lateral de esta última. Estas mitocondrias son continuas con las mitocondrias superiores de la hélice de la pieza media.
2. Pieza media:
Anatómicamente, la vaina mitocondrial y el anillo exterior de fibras gruesas caracterizan la pieza media del espermatozoide de mamífero. Es la parte del flagelo que se encuentra entre el cuello y el anillo y constituye el sitio más importante para diversas actividades metabólicas del espermatozoide.
El axonema del espermatozoide de mamífero está rodeado por nueve fibras densas externas que también se denominan fibras gruesas o accesorias. Éstas recorren la mayor parte de su longitud, constituyendo así un patrón de sección transversal 9+9+2 (Fig. 2.8 d).
Las mitocondrias de la pieza media dispuestas de extremo a extremo constituyen una hélice alrededor de los elementos fibrosos longitudinales de la cola. Las uniones de extremo a extremo de las mitocondrias se ven generalmente al azar a lo largo del curso de la hélice.
ADVERTENCIAS:
Se cree que la vaina mitocondrial es la fuente de energía (ATP) para la motilidad de los espermatozoides. Sin embargo, esta energía es limitada y una vez utilizada no puede ser renovada, excepto en los mamíferos y en aquellos animales en los que los espermatozoides permanecen vivos dentro del cuerpo materno porque hay fuentes de energía disponibles para el espermatozoide.
En la unión de la pieza media y la pieza principal está presente el anillo que también se conoce como anillo Centriole o anillo de Jensen. El anillo está compuesto por subunidades filamentosas estrechamente empaquetadas, de 3 a 4 nm de diámetro. Se desarrolla en estrecha asociación con la membrana plasmática y permanece firmemente adherido a ella. El significado funcional del anillo todavía no está claro, pero según algunos científicos la función del anillo podría ser la de evitar el desplazamiento de las mitocondrias.
3. Pieza principal:
La pieza principal o el trozo principal de la esperma de los mamíferos está rodeado por una vaina fibrosa que muestra una organización básica similar en diferentes especies de mamíferos. La vaina fibrosa está compuesta por una serie de costillas orientadas circunferencialmente que se extienden hasta la mitad del extremo de la cola en dos columnas longitudinales que recorren los lados opuestos de la vaina en toda su longitud. La vaina no está unida a la membrana plasmática.
Las columnas longitudinales se extienden en la pieza principal a lo largo de toda la vaina fibrosa en sus superficies dorsal y ventral. Están compuestas por subunidades longitudinales de 15 a 20 nm de grosor unidas al axonema durante el movimiento de los espermatozoides.
ADVERTISEMENTS:
La membrana plasmática es independiente de este complejo. Hacia el final de la pieza, las columnas longitudinales reducen progresivamente su tamaño. Mientras tanto, las costillas se vuelven delgadas. El final abrupto de la vaina fibrosa marca la unión de la pieza principal y la final.
4. Pieza final:
La pieza final consta de un par central de fibrillas axiales y un anillo de nueve fibras de doblete, que están rodeadas por la membrana plasmática. El patrón 9+ 2 del complejo de filamentos axiales se extiende por la mayor parte de la cola, incluida la pieza final, pero la disposición de las fibras en la punta de la pieza final está cambiada y la disminución del número de fibras sugiere una terminación sucesiva de las subfibras simples (Fig. 8 F-H).
Funciones del espermatozoide:
La función principal del espermatozoide es llevar la dote genética paterna y activar el óvulo.
Tipos de espermatozoides:
El tipo de espermatozoides producidos varía de una especie a otra. El tamaño del esperma puede ser tan pequeño como 0,018 mm en Amphioxus o tan grande como 2,25 mm o más en el sapo. Sin embargo, la cabeza del espermatozoide es específica de cada especie. Puede ser esferoidal (teleósteos), en forma de vara o lanza (anfibios), en forma de cuchara (hombre y muchos otros mamíferos) o en forma de gancho (ratón y rata).
ADVERTENCIAS:
Los tipos de espermatozoides se dividen de nuevo en dos tipos principales que se encuentran en los animales: los espermatozoides flagelados, que poseen un flagelo o cola como los espermatozoides biflagelados (en Opsanus, un pez sapo). Los espermatozoides no flagelados carecen de flagelos y se encuentran en Ascaris, cangrejos, etc.