Investigadores de la Universidad de California en San Francisco (Estados Unidos) han identificado un regulador molecular que controla la capacidad del esperma humano para alcanzar y fertilizar el óvulo. El descubrimiento, que se publica en la edición digital de la revista 'Cell', tiene implicaciones tanto para tratar la infertilidad masculina como para prevenir el embarazo. Los autores además han desarrollado un método para registrar la actividad eléctrica de un único espermatozoide.

Los descubrimientos arrojan luz sobre aspectos desconocidos hasta ahora que incluyen cómo los espermatozoides que están inactivos en el sistema reproductivo masculino se activan en el tracto reproductivo femenino y por qué la marihuana y el zinc afectan a la movilidad de los espermatozoides y a la fertilidad masculina.

La molécula identificada, conocida como Hv1, opera como un poro en la membrana externa del espermatozoide que modula los protones de la célula. Los protones son partículas cargadas positivamente en cada átomo que están también estables por si mismos en forma de iones de hidrógeno H+. El proceso de modulación aumenta el pH del ambiente interno celular, que se vuelve menos acídico.

Hv1 había sido antes descubierta en las células inmunes llamadas fagocitos, pero no se había observado en otras células, incluyendo los espermatozoides. Se sabía que la molécula podía ser inhibida por el zinc y que tenía una 'firma' única de conducta en términos de las propiedades de la corriente de protones de transmembrana que genera.

"Por primera vez pudimos la oportunidad de estudiar la actividad eléctrica de un espermatozoide humano y medir su conductancia iónica. Descubrimos que existía una enorme conductancia de protones en funcionamiento. La actividad se parecía a la de Hv1 en los fagocitos", explica Yuriy Kirichok, director del estudio.

Hv1 también fue una opción lógica porque se sabe que se activa por una subida en el pH externo y que se inhibe por el zinc extracelular. Según señala Kirichok, la mayor concentración de zinc en humanos se encuentra en el tracto reproductivo masculino que inhibiría el canal de Hv1 y mantendría los espermatozoides en su estado inactivo. El tracto reproductivo femenino es más alcalino y menor en niveles de calcio.

Los científicos saben desde hace décadas que los espermatozoides necesitan volverse menos acídicos, o más alcalinos, internamente para activarse en el tracto reproductivo femenino y poder fertilizar el óvulo, pero hasta ahora no se conocía qué causaba que el pH interno aumentara en el esperma, o se alcalinizase, debido a la incapacidad para medir las corrientes de protones a través de la membrana del esperma humano.

Kirichok explica que la concentración de protones es extremadamente alta en todo momento mientras que los espermatozoides están en el tracto reproductivo masculino, lo que hace el ambiente intracelular del esperma acídico e inhibe la actividad de los espermatozoides. "La forma de activar los espermatozoides es permitir a los protones dejar la célula. Hv1 es lo que les permite hacerlo".

Hv1 también es activado por la anandamida endocannabinoide, una sustancia liberada por las neuronas y también la membrana del óvulo. Kirichok señala que esto podría explicar los resultados confusos que se han descubierto en el esperma expuesto a los cannabinoides, como aquellos que contiene la marihuana.

El consumo de marihuana se ha asociado con la infertilidad masculina aunque algunos estudios han mostrado una mayor actividad de los espermatozoides en esta exposición. El investigador propone que la marihuana podría imitar a la anandamida endocannabinoide que es liberada por un óvulo, activando el canal de protón Hv1 y causando que los espermatozoides se movilicen y se desgasten prematuramente, mientras se encuentran en el tracto reproductivo masculino.