¿Puede un solo espermatozoide viajar solo a un óvulo y fertilizarlo?

WebMD escribe en sus preguntas frecuentes sobre esperma :

Solo se necesita un espermatozoide para fertilizar un óvulo y lograr un embarazo, pero por cada espermatozoide que llega y fertiliza un óvulo, hay millones que no lo logran.

Parenting.com viene escribe en Concepto erróneo: un recuento bajo de espermatozoides no es gran cosa :

MITO: Un recuento bajo de espermatozoides no es gran cosa. Después de todo, solo se necesita uno para fertilizar un óvulo.

HECHO: Los hombres necesitan más de un espermatozoide—muchísimos más de uno—para fertilizar un óvulo después del coito. En una eyaculación típica (alrededor de una cucharadita), se liberan 250 millones de espermatozoides. Pero de esos 250 millones, solo cientos llegan hasta las trompas de Falopio. Funcionando como una especie de equipo deportivo sincronizado, la mayoría de los espermatozoides liberan una enzima que ayuda a despejar el camino hacia el óvulo para que un espermatozoide pueda penetrarlo.

¿Es suficiente un solo espermatozoide o varios espermatozoides tienen que liberar una enzima que despeja el camino y un solo espermatozoide no puede liberar suficiente enzima por sí solo?

Las dos afirmaciones no parecen estar en contraste.
@Sklivvz: Al leer la descripción de WebMD, me parece que cada espermatozoide tiene una probabilidad de ~0.00000001% de fertilizar el óvulo. Por lo tanto, es poco probable que un solo espermatozoide fertilice el óvulo, pero incluso un solo espermatozoide puede ser suficiente cuando ese esperma tiene suerte. De acuerdo con Parenting.com, un solo espermatozoide nunca será suficiente y no tiene una probabilidad de ~0.00000001% o incluso ~0.0000000001%.
El problema es que ninguno de los dos afirma que "un solo espermatozoide es suficiente", por lo que no es suficiente editar una afirmación: la pregunta debe cambiar.
Si está bien para el OP, seguro.
@Sklivvz: piense que "Solo se necesita un espermatozoide" es equivalente a decir "un solo espermatozoide es suficiente". ¿Dónde ves la diferencia?
@Christian solo un espermatozoide fertiliza el óvulo, eso parece claro, pero es posible que se necesiten muchos para que uno tenga éxito, aunque solo sea por mera probabilidad.
@Sklivvz: Si la probabilidad es ~0.00000001%, entonces es probable que se necesite más de 1 espermatozoide, pero 1 espermatozoide puede hacerlo solo si tiene suerte. Que el modelo WebMD. En el modelo que sugiere Parenting.com eso no es posible. Eso significa que hay una diferencia en las predicciones que hacen esos modelos. ¿Crees que esa diferencia no existe?
Creí haber escuchado que, de hecho, los espermatozoides trabajan juntos, lo que significa que mientras solo uno transmite sus genes específicos al óvulo, el viaje y la impregnación requieren absolutamente más de uno.
Si publica esto en el intercambio de pila de biología, las personas podrán responder en función de su experiencia sin necesariamente proporcionar fuentes.
@Skeptico: ¿Por qué querría tener respuestas que no proporcionan fuentes?

Respuestas (2)

No, se necesita más de un espermatozoide. El óvulo tiene múltiples barreras que requieren hasta 100 espermatozoides, cooperando, para penetrar.

La fusión del óvulo con sus tres barreras (complejo cúmulo-ovocito, zona pelúcida y finalmente la membrana plasmática) requiere aproximadamente 10 espermatozoides para despejar las dos primeras barreras del ovocito referente a De Jonge y hasta 100 espermatozoides para despejar un camino a través estas barreras . El azar determina cuál de estos espermatozoides es el último que fertiliza el ovocito.

Ha habido casos en los que los espermatozoides no se han vuelto no funcionales, como lo demuestran los numerosos informes de casos de embarazos tubáricos humanos que surgieron a pesar de la falta de acceso de los espermatozoides desde el útero al oviducto en el lado de la ovulación.

La evidencia de investigación que se muestra aquí muestra que probablemente solo 10 o 20 espermatozoides alcanzan la zona pelúcida y probablemente no hay más de decenas de espermatozoides que han alcanzado y comenzado a penetrar a través del cúmulo en los humanos.

El COC sirve como el filtro de esperma final y probablemente solo 10 o 20 espermatozoides logran atravesar el cúmulo para llegar a la zona pelúcida. La carrera hacia la meta estará gobernada por interacciones ligando-receptor efectivas, vías de cascada de transducción de señales funcionalmente activas.

Al entrar en contacto con la zona puede haber solo un poco más de un puñado de espermatozoides que cumplen completamente los elementos anteriores; quizás el azar sea el determinante final de cuál de ellos es el esperma fertilizador.

El espermatocito debe penetrar dos barreras de ovocitos principales que son 1) la corona radiada y 2) la zona pelúcida y la unión del espermatozoide al ovocito se produce con la ayuda de una proteína metaloproteasa en la membrana plasmática del espermatozoide que se fusiona con un receptor en la membrana del ovocito .

1) Penetración de la corona radiata: las células de la corona no constituyen una barrera real, ya que están unidas muy flojamente a la zona y se rompen parcialmente por la acción del líquido del oviducto y las enzimas.

2) Penetración de la zona pelúcida: digestión de la capa en la vecindad inmediata de los espermatozoides por las enzimas acrosómicas liberadas, como la acrosina. El óvulo puede ser fertilizado por muchos espermatozoides si se elimina la zona pelúcida.

Haciendo referencia a BM Gadella et.al. en 2015 , los espermatozoides de mamíferos eyaculados inicialmente no pueden fertilizar el ovocito. Los espermatozoides son activados por un proceso llamado capacitación espermática en el tracto genital femenino in vivo y adquieren potencial fertilizante una vez que alcanzan el istmo del oviducto.

Los espermatozoides subcampeones que no han terminado de viajar a través de la zona pelúcida cuando se produce el endurecimiento se detienen en su camino. La fertilización exitosa requiere no solo que un espermatozoide y un óvulo se fusionen, sino que no más de un espermatozoide se fusione con el óvulo. La fecundación por más de un espermatozoide, que es polispermia, conduce casi inevitablemente a la muerte embrionaria temprana.

  1. El Dr. Charles Lindemann, que ha estudiado ampliamente los mecanismos de la motilidad de los espermatozoides, brinda la siguiente información sobre la entrada de muchos espermatozoides para romper la corona y permitir que un espermatozoide llegue al óvulo.

El óvulo generalmente está cubierto por una capa gruesa de células llamada corona radiata que sirve como un bloqueo para restringir que los espermatozoides ingresen al óvulo. Los espermatozoides contienen enzimas que rompen esta barrera. En realidad, puede requerir un asalto de muchos espermatozoides para descomponer la corona lo suficiente como para permitir que un espermatozoide llegue al óvulo.

  1. Una combinación de muchos espermatozoides (también conocidos como espermatozoides auxiliares) que atacan las estructuras que rodean al ovocito hace posible que un solo espermatozoide se una con el ovocito .

Resumiendo, se trata aquí de un "ataque" dirigido de muchos espermatozoides a las estructuras que rodean al ovocito, con el objetivo final de hacer posible la unión de un solo espermatozoide con el ovocito.

Esto es muy técnico. ¿Le gustaría dar un resumen de la respuesta a nivel de secundaria?
En cuanto a "puede ir", ¿cuánta incertidumbre hay en el "puede"?
@Oddthinking: consulte la nueva referencia 'La gran carrera de espermatozoides' para ver el resumen no técnico de que probablemente entre 10 y 20 espermatozoides ingresen a la segunda barrera de la zona pelúcida y, en última instancia, uno podría ser el ganador de la carrera.
@Nomenagentis-Agregué el resumen, ¡consideraré usar el formato Cochrane de mencionar el método de búsqueda y los criterios de selección en mis futuras respuestas!

Los espermatozoides están intrincadamente adaptados para existir junto a millones de sus pares en todo momento, pero simplemente se desconoce si pueden sobrevivir y lograr el éxito sin estos pares.

Simplemente no hay suficiente investigación para saberlo. Específicamente, nadie ha probado una serie de miles de millones de ensayos en los que introdujeron un solo espermatozoide y verificaron si creaba un embarazo.

Pero, hay algunas investigaciones sobre la cooperación de los espermatozoides que nos brindan un método a través del cual uno podría teorizar que la respuesta a esa pregunta podría ser NO.

El éxito reproductivo se predice mejor por la movilidad de los espermatozoides [1], que se sabe que se ve afectada por la cooperación de los espermatozoides [2]. Entonces, sabemos con certeza que, al menos en muchas especies, un solo espermatozoide introducido en una hembra enfrentará un desafío mayor que si fuera uno de muchos. Además, algunos investigadores incluso han teorizado sobre la existencia de diferentes clases de espermatozoides que existen específicamente para ayudar a que los espermatozoides fertilizantes tengan éxito [3]. Si, en algunas especies, este viaje en solitario es simplemente insuperable o no, nunca se ha investigado (hasta donde puedo decir).

  1. Birkhead TR, Martínez JG, Burke T, Froman DP. 1999 La movilidad de los espermatozoides determina el resultado de la competencia espermática en las aves domésticas. proc. R. Soc. largo B 266, 1759–1764. (doi:10.1098/rspb.1999.0843)
  2. Higginson DM, Pitnick S. 2010 Evolución de las interacciones espermáticas intraeyaculado: ¿cooperan los espermatozoides? Biol. Rev. 86, 249–270. (doi:10.1111/j.1469-185X.2010.00147.x)
  3. http://goaskalice.columbia.edu/answered-questions/why-does-it-take-millions-sperm-fertilize-egg
¿Por qué se necesitarían miles de millones de ensayos? Si fuera cierto, ¿no sería suficiente uno (in vitro) para demostrarlo? Además, ¿cómo sabes que nadie ha realizado tales pruebas?
Sí, una sola prueba exitosa sería todo lo que se necesitaría para demostrar que es posible, al menos para esa especie específica. Pero considere: la eyaculación promedio para un hombre es de 300 millones de espermatozoides, este evento lejos de garantizar un embarazo, ya que como se me mostró, la posibilidad de fertilizar un óvulo disminuye más rápido que linealmente con la reducción del número de espermatozoides. Todo esto implicaría que esperaría tener que ejecutar al menos mil millones o dos pruebas antes de recibir un resultado exitoso.
Afirmo que no se ha hecho, porque he buscado tal estudio, y porque es completamente impráctico. Si se lleva a cabo, probablemente sería el estudio más grande jamás realizado por el hombre, por órdenes de magnitud. Así que esperaba haber encontrado alguna referencia al respecto.
@Oddthinking Pero independientemente, ¿tiene una mejor idea de cómo expresarlo para que sea menos absoluto, si cree que ese es el problema? Siéntase libre de editar la pregunta. Además, si estamos siendo demasiado específicos. Técnicamente, tales pruebas probablemente se harían con ratones, que producen moderadamente menos esperma por año (y no se necesita una cantidad extraordinaria de apareamientos para producir un embarazo). Por lo tanto, podría ser razonable suponer que podrían ser solo cientos de millones de pruebas (quizás incluso menos) en lugar de miles de millones.
Hay mucho que discutir aquí. Vamos a mover esto al chat .
¿Puede abordar la afirmación de que es imposible porque se necesita más enzima específica de la que puede producir un solo espermatozoide?
@Christian No puedo encontrar nada decente en eso. Sin embargo, según mis lecturas, parece que, en general, se cree que no funcionan así. Estas enzimas acrosómicas no se lanzan en todas direcciones, sino que se unen a la cabeza del espermatozoide y tienen un efecto localizado (de hecho, las he oído llamar ejercicios enzimáticos).
¿Puede un solo espermatozoide viajar solo a un óvulo y fertilizarlo?
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