Pesquisadores
das universidades de York, Birmingham, Oxford e Kyoto, Japão, descobriram que a
cauda dos espermatozoides cria um ritmo característico que empurra o
espermatozoide adiante, mas também puxa a cabeça para trás e para os lados de maneira
coordenada. A fertilização bem-sucedida depende de como um espermatozoide se
move através do fluído, mas a captura dos detalhes desse movimento é uma tarefa
complicada. A equipe objetivou usar essas novas descobertas para compreender
como grandes grupos de espermatozoides se comportam e interagem, uma tarefa que
pode ser impossível usando as técnicas atuais de observação. O trabalho pode
prover novas considerações no tratamento da infertilidade masculina.
O
Dr. Hermes Gadêlha, do departamento de Matemática da Universidade de York,
disse: “De forma a observar, em microescala, como um espermatozoide alcança a
propulsão avante através de um fluído, foram empregadas técnicas sofisticadas
de microscopia de alta precisão. As medidas da batida da cauda do
espermatozoide são alimentadas em um modelo computacional, que então ajuda a
compreender os padrões do fluxo do fluído que resultam desse movimento. Simulações
numéricas são usadas para identificar o fluxo ao redor do espermatozoide, mas
as estruturas do fluído são tão complexas que os dados são particularmente
desafiadores de compreender e usar. Em torno de 55 milhões de espermatozoides
são encontrados em uma dada amostra, então é compreensível que seja muito
difícil modelar como eles se movem simultaneamente. Nós desejamos criar uma
fórmula matemática que poderia simplificar como abordamos esse problema e
facilitar a predição de como um grande número de espermatozoides nadam. Isso
poderia nos ajudar a compreender por que alguns espermatozoides têm sucesso e
outros falham.”
Ao
analisar os movimentos da cabeça e da cauda do espermatozoide, os pesquisadores
agora mostraram que o espermatozoide move o fluído em uma forma coordenada e
rítmica, que pode ser capturada para formar uma fórmula matemática
relativamente simples. Isso significa que simulações computacionais complexas e
caras não são mais necessárias para se compreender como o fluído se move ao o espermatozoide
nadar.
A
pesquisa demonstrou que o espermatozoide deve fazer muitos movimentos
contraditórios, como se mover para trás, de forma a se impulsionar em direção
ao óvulo. O movimento de chicote tem um ritmo particular que puxa a cabeça para
trás e para os lados para criar um fluxo de fluído brusco, contra-atuando uma
parte da intensa fricção que é criada devido ao seu tamanho diminuto.
O
Dr. Gadêlha diz: “É uma verdade quando os cientistas dizem que é um milagre que
um espermatozoide consiga alcançar o óvulo, mas o corpo humano tem um sistema
muito sofisticado de se certificar de que as células corretas prossigam juntas.
Você pode assumir que os movimentos bruscos do espermatozoide teriam tido um
impacto muito aleatório no fluído ao redor dele, tornando ainda mais
dificultoso aos espermatozoides competidores navegar através dele, mas, de
fato, você vê padrões definidos formando-se no fluído ao redor do
espermatozoide. Isso sugere que para alcançar [seu objetivo] o espermatozoide
agita o fluído ao redor [de si], em uma locomoção com uma forma muito
coordenada, não muito diferente da maneira pela qual campos magnéticos se
formam ao redor de magnetos. Então, embora o arrasto do fluído torne muito
difícil para o espermatozoide fazer o movimento de deslocamento avante, ele o
coordena com seus movimentos rítmicos para assegurar que apenas uns poucos
selecionados consigam propulsão adiante.”
Agora
que a equipe possui uma fórmula matemática que pode predizer o movimento
fluídico de um espermatozoide, o próximo passo é usar o modelo para predições
sobre um maior número de células. Eles também acreditam que isso terá
implicações para inovações no tratamento de infertilidade.
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