Enciclopedia Embryo Project

Capacitarea spermatozoizilor se referă la schimbările fiziologice prin care trebuie să treacă spermatozoizii pentru a avea capacitatea de a penetra și fertiliza un ovul. Acest termen a fost inventat pentru prima dată în 1952 de Colin Russell Austin, pe baza unor studii independente efectuate de Austin și Min Chueh Chang și publicate în 1951. De la rapoartele inițiale și apariția termenului, detaliile procesului au fost elucidate datorită progreselor tehnologice. Recunoașterea fenomenului a fost destul de importantă pentru primele experimente de fertilizare in vitro, precum și pentru domeniile embriologiei și biologiei reproducerii.

Aceste studii inițiale au implicat introducerea de spermatozoizi în trompele uterine ale femelelor din diferite specii de animale, atât cu câteva ore înainte, cât și imediat după ovulație. Experimentele au arătat că mult mai multe ovule au fost penetrate de spermatozoizi atunci când sperma a fost introdusă cu câteva ore înainte de ovulație. Pe baza constatărilor lor inițiale, atât Austin, cât și Chang au emis ipoteza că spermatozoizii trebuie să treacă printr-un fel de proces fiziologic în tractul reproducător al femelei pentru a avea capacitatea de a penetra ovulul. Austin s-a referit mai târziu la acest proces ca fiind capacitare într-un număr al revistei Nature publicat la 23 august 1952. Utilizarea inițială a termenului de capacitare se referea la orice proces fiziologic la care au fost supuse spermatozoizii în timp ce se aflau în tractul reproducător feminin și care le-a permis spermatozoizilor să pătrundă apoi în ovul. Pe măsură ce tehnologia a avansat și cunoștințele despre mecanismele de fertilizare au crescut, această definiție a fost actualizată pentru utilizarea modernă.

J. Michael Bedford a publicat un studiu aprofundat despre capacitarea spermatozoizilor la mamifere în 1970 și a reușit să restrângă ceea ce presupune acest proces, dezvăluind ceea ce nu are loc. În studiile lui Bedford a fost folosit un microscop electronic pentru a dezvălui ce modificări structurale, dacă există, au avut loc în spermatozoizi după capacitare, dar nu s-a găsit niciuna. Bedford a raportat că spermatozoizii rămân în aceeași stare morfologică din momentul în care sunt introduși în femelă și până în momentul în care suferă reacția acrozomului, punctul în care spermatozoizii fuzionează cu ovulul. El a considerat că, în timp ce spermatozoizii nu au suferit modificări structurale, era mai probabil ca un fel de modificare chimică să fie în curs de desfășurare. Pe baza dovezilor disponibile la acea vreme, concluzia a fost că evenimentele de capacitare constau în demascarea receptorilor de pe spermatozoizii înșiși, făcându-i capabili să reacționeze la mediul din tractul genital feminin. El a cercetat, de asemenea, capacitarea spermatozoizilor la diferite specii, descoperind că timpul necesar pentru ca spermatozoizii să dobândească capacitatea de a penetra un ovul, precum și substanțele chimice care erau recunoscute de receptorii menționați mai sus erau specifice fiecărei specii. Mai mult, deoarece există anumite specii din alte phyla care ejaculează spermatozoizi capabili imediat să finalizeze reacția acrozomului, ar fi inexact să includem reacția acrozomului ca parte a capacitivării.

Datorită definiției inițiale largi a lui Austin, mulți contemporani ai lui Bedford au susținut că reacția acrozomului ar putea fi considerată, din punct de vedere tehnic, ca făcând parte din capacitarea spermatozoizilor. Discrepanța în definiție, în special în ceea ce privește includerea reacției acrozomului ca parte a capacitivării, a dus la numeroase discuții și argumente între oamenii de știință în publicațiile ulterioare. În 1975, Austin a publicat un raport intitulat „Membrane Fusion Events in Fertilization” (Evenimentele de fuziune a membranei în fertilizare), în care susținea că procesul real de capacitare consta în îndepărtarea învelișului glicoproteic de pe spermatozoizi și facilitarea hiperactivării sau a unei motilități îmbunătățite, clarificând astfel faptul că el considera inițierea reacției acrozomului ca fiind separată de capacitarea spermatozoizilor. În cele din urmă, într-un efort de a clarifica ce procese ar trebui să fie incluse în definiția capacitare a spermatozoizilor, Min Chueh Chang a publicat un articol în 1984 cu o perspectivă istorică asupra semnificației capacitare a spermatozoizilor, care includea o sugestie pentru rezolvarea discrepanței din definiție. În acel articol, Chang sugerează că toate procesele care conduc la reacția acrozomului ar trebui să fie menționate ca fiind prima parte a capacitare a spermatozoizilor pentru a onora definiția originală, recunoscând în același timp reacția acrozomului ca fiind un proces independent. Având în vedere această încercare de clarificare, studiile mai moderne care implică capacitarea o definesc ca fiind nevoia spermatozoizilor de a descoperi receptori care pot recunoaște substanțele chimice din tractul reproducător feminin care, la rândul lor, inițiază modificări atât în ceea ce privește motilitatea sub formă de hiperactivare, cât și modificările morfologice implicate în reacția acrozomului.

În ciuda confuziei și a unor discrepanțe în studiul capacitarei, conceptul rămâne parte integrantă a studiului fertilizării. Explorarea sa a oferit o înțelegere mai cuprinzătoare a tuturor mecanismelor prin care trebuie să treacă o celulă spermatozoidă înainte de a fi gata să fertilizeze un ovul feminin, adăugându-se la cunoștințele generale ale procesului de fertilizare în ansamblu, precum și contribuind la tehnologiile medicale, cum ar fi fertilizarea in vitro.

.