La Enciclopedia del Proyecto Embrión

La capacitación de los espermatozoides se refiere a los cambios fisiológicos que deben sufrir para tener la capacidad de penetrar y fertilizar un óvulo. Este término fue acuñado por primera vez en 1952 por Colin Russell Austin basándose en estudios independientes realizados por Austin y Min Chueh Chang y publicados en 1951. Desde los informes iniciales y la aparición del término, los detalles del proceso se han dilucidado gracias a los avances tecnológicos. El reconocimiento del fenómeno fue muy importante para los primeros experimentos de fertilización in vitro, así como para los campos de la embriología y la biología reproductiva.

Estos estudios iniciales implicaban la introducción de esperma en las trompas de Falopio de hembras de varias especies animales tanto horas antes como inmediatamente después de la ovulación. Los experimentos revelaron que los espermatozoides penetraban en muchos más óvulos cuando se introducían horas antes de la ovulación. A partir de sus resultados iniciales, Austin y Chang plantearon la hipótesis de que los espermatozoides debían pasar por algún tipo de proceso fisiológico en el tracto reproductivo de la hembra para tener la capacidad de penetrar en el óvulo. Más tarde, Austin se refirió a este proceso como capacitación en un número de Nature publicado el 23 de agosto de 1952. Su uso original del término capacitación se refería a cualquier proceso fisiológico que sufrieran los espermatozoides durante su estancia en el tracto reproductivo femenino y que les permitiera penetrar en el óvulo. A medida que avanzaba la tecnología y aumentaba el conocimiento de los mecanismos de la fecundación, esta definición se actualizó para su uso moderno.

J. Michael Bedford publicó un estudio en profundidad sobre la capacitación de los espermatozoides en los mamíferos en 1970 y pudo acotar lo que implica el proceso al revelar lo que no ocurre. En los estudios de Bedford se utilizó un microscopio electrónico para revelar qué cambios estructurales se producían en los espermatozoides tras la capacitación, si es que los había, pero no se encontró ninguno. Bedford informó de que los espermatozoides permanecen en el mismo estado morfológico desde que se introducen en la hembra hasta que sufren la reacción acrosómica, el punto en el que el espermatozoide se fusiona con el óvulo. Pensó que si no se producían cambios estructurales en los espermatozoides, era más probable que se produjera algún tipo de cambio químico. Basándose en las pruebas disponibles en aquel momento, llegó a la conclusión de que los acontecimientos de la capacitación consistían en el desenmascaramiento de los receptores del propio espermatozoide, lo que lo hacía capaz de reaccionar al entorno del tracto genital femenino. También investigó la capacitación de los espermatozoides entre distintas especies, y descubrió que el tiempo que tardaban en adquirir la capacidad de penetrar en un óvulo, así como las sustancias químicas que eran reconocidas por los citados receptores, eran específicos de cada especie. Además, dado que hay ciertas especies de otros filos que eyaculan espermatozoides inmediatamente capaces de completar la reacción del acrosoma, sería inexacto incluir la reacción del acrosoma como parte de la capacitación.

Dada la amplia definición inicial de Austin, muchos contemporáneos de Bedford sostenían que la reacción del acrosoma podía considerarse técnicamente parte de la capacitación del esperma. La discrepancia en la definición, sobre todo en lo que respecta a la inclusión de la reacción acrosómica como parte de la capacitación, dio lugar a una gran cantidad de debates y discusiones entre los científicos en publicaciones posteriores. En 1975, Austin publicó un informe titulado «Membrane Fusion Events in Fertilization» (Eventos de fusión de la membrana en la fecundación), en el que sostenía que el proceso real de capacitación consistía en la eliminación de la capa de glicoproteína del espermatozoide y la facilitación de la hiperactivación o la mejora de la motilidad, aclarando así que consideraba que la iniciación de la reacción del acrosoma estaba separada de la capacitación del espermatozoide. Finalmente, en un esfuerzo por aclarar qué procesos deberían incluirse en la definición de capacitación espermática, Min Chueh Chang publicó un artículo en 1984 con una perspectiva histórica sobre el significado de la capacitación espermática que incluía una sugerencia para tratar la discrepancia en la definición. En ese artículo, Chang sugiere que todos los procesos que conducen a la reacción del acrosoma deben ser referidos como la primera parte de la capacitación de los espermatozoides con el fin de honrar la definición original y al mismo tiempo reconocer la reacción del acrosoma como un proceso independiente. Teniendo en cuenta este intento de aclaración, los estudios más modernos relacionados con la capacitación la definen como la necesidad del espermatozoide de descubrir receptores que puedan reconocer las sustancias químicas del tracto reproductivo femenino que, a su vez, inician cambios tanto en la motilidad en forma de hiperactivación como en los cambios morfológicos implicados en la reacción acrosómica.

A pesar de la confusión y algunas discrepancias en el estudio de la capacitación, el concepto sigue siendo parte integral del estudio de la fertilización. Su exploración ha proporcionado una comprensión más completa de todos los mecanismos por los que debe pasar un espermatozoide antes de estar preparado para fecundar un óvulo femenino, añadiendo al conocimiento general del proceso de fecundación en su conjunto, así como contribuyendo a tecnologías médicas como la fecundación in vitro.