Mais de trezentos anos após Antonie van Leeuwenhoek ter usado um dos primeiros microscópios para descrever o esperma humano como tendo uma “cauda, que, ao nadar, chicoteia com um movimento de cobra, como enguias na água”, os cientistas revelaram que se trata de uma ilusão ótica.
Usando microscopia e matemática 3D de última geração, o Dr. Hermes Gadelha da Universidade de Bristol, o Dr. Gabriel Corkidi e o Dr. Alberto Darszon da Universidade Nacional Autônoma do México, foram pioneiros na reconstrução do verdadeiro movimento da cauda do esperma em 3D.
Usando uma câmera de alta velocidade capaz de gravar mais de 55.000 quadros em um segundo, e um estágio de microscópio com um dispositivo piezoelétrico para mover a amostra para cima e para baixo a uma velocidade incrivelmente alta, eles foram capazes de escanear o esperma nadando livremente em 3D.
O estudo pioneiro, publicado na revista Science Advances, revela que a cauda do esperma está de fato deformada e só se agita de um lado. Enquanto isto deveria significar que o golpe unilateral do esperma o faria nadar em círculos, os espermatozoides encontraram uma maneira inteligente de se adaptar e nadar para frente.
“A rotação rápida e altamente sincronizada dos espermatozóides causa uma ilusão quando vista de cima com microscópios 2D – a cauda parece ter um movimento simétrico lado a lado, “como enguias na água”, como descrito por Leeuwenhoek no século XVII.
“Entretanto, nossa descoberta mostra que os espermatozoides desenvolveram uma técnica de natação para compensar a sua lop-sidedness e, ao fazê-lo, resolveram engenhosamente um quebra-cabeça matemático em uma escala microscópica: criando simetria a partir da assimetria”, disse o Dr. Gadelha.
“O giro do esperma humano em forma de lontra é, no entanto, complexo: a cabeça do esperma gira ao mesmo tempo em que a cauda do esperma gira em torno da direção da natação”. Isto é conhecido na física como pré-cessão, muito parecido com quando as órbitas da Terra e Marte se precessam ao redor do sol”.
Os sistemas de análise de sêmen assistido por computador em uso atualmente, tanto em clínicas como para pesquisa, ainda utilizam vistas 2D para observar o movimento do esperma. Portanto, como o primeiro microscópio de Leeuwenhoek, eles ainda são propensos a esta ilusão de simetria enquanto avaliam a qualidade do sêmen. Esta descoberta, com seu novo uso da tecnologia do microscópio 3D combinado com a matemática, pode proporcionar uma nova esperança para desvendar os segredos da reprodução humana.
“Com mais da metade da infertilidade causada por fatores masculinos, compreender a cauda do esperma humano é fundamental para desenvolver futuras ferramentas de diagnóstico para identificar espermatozoides insalubres”, acrescenta o Dr. Gadelha, cujo trabalho já revelou anteriormente a biomecânica da curvatura espermática e as tendências rítmicas precisas que caracterizam a forma como um esperma avança.
O Dr. Corkidi e o Dr. Darszon foram os pioneiros na microscopia 3D para a natação de esperma.
“Esta foi uma surpresa incrível, e acreditamos que nosso microscópio 3D de última geração revelará muitos mais segredos escondidos na natureza”. Um dia esta tecnologia estará disponível para os centros clínicos”, disse o Dr. Corkidi.
“Esta descoberta revolucionará nossa compreensão da motilidade do esperma e seu impacto na fertilização natural”. Sabe-se tão pouco sobre o ambiente intrincado dentro do trato reprodutivo feminino e como a natação de espermatozoides afeta a fertilização”. Estas novas ferramentas abrem nossos olhos para as incríveis capacidades que os espermatozoides têm”, disse o Dr. Darszon.
Referências
31 July 2020, Science Advances.
DOI: 10.1126/sciadv.aba5168