Fórmula matemática pode desvendar os mistérios do espermatozoide

Os movimentos rítmicos de espermatozoides podem ser explicados por fórmulas matemáticas, de acordo com uma nova pesquisa.

Os cientistas analisaram as batidas de cauda de espermatozoides – chamados flagelos – para reconstruir sua forma.

Ao entender como os espermatozoides viajam através do fluido, os pesquisadores querem descobrir como grupos maiores de espermatozoides se comportam e interagem – algo que pode ser crucial para o desenvolvimento de tratamentos para a infertilidade masculina.

Os pesquisadores são capazes de estudar o movimento do esperma graças ao poder da ampliação microscópica, mas a técnica não nos permite analisar o comportamento do grupo de espermatozoides. 

“Cerca de 55 milhões de espermatozoides são encontrados em uma determinada amostra, por isso é muito difícil modelar como eles se movem simultaneamente”, explica o matemático Hermes Gadêlha da Universidade de York, no Reino Unido.

“Queríamos criar uma fórmula matemática que simplificasse a maneira como abordamos esse problema e facilitar a previsão do número de espermatozoides, o que nos ajudaria a entender por que alguns espermatozoides têm sucesso e outros falham”, explicou. 

Para capturar os movimentos de natação, a equipe filmou uma amostra de um doador de esperma sob o microscópio em quase 300 quadros por segundo.

Estes dados foram observados em um computador, que analisou a batida da cauda do esperma e gerou uma forma de onda dos movimentos flagelares das células minúsculas. 

A equipe pôde reconstruir a forma de onda matematicamente, com uma fórmula que recria as batidas e nos ajuda a entender como o movimento de natação do esperma impacta o fluxo de fluido em torno dele.

De acordo com os pesquisadores, o esperma se movimenta para a frente de maneira contraditória, que simultaneamente puxa a cabeça para trás e para os lados. 

“Você poderia supor que os movimentos espasmódicos do esperma teriam um impacto muito aleatório sobre o fluxo de fluido em torno dele, tornando ainda mais difícil para os espermatozoides concorrentes, mas na verdade você vê padrões bem definidos no fluido em torno do esperma”, explica Gadêlha.

Em particular, o movimento semelhante ao chicote do flagelo que puxa a cabeça para trás e para os lados é capaz de combater algumas das fricções que os espermatozoides encontram enquanto nadam através do fluido. 

“Isso sugere que para alcançar [locomoção], o esperma agita o fluido em torno de uma forma muito coordenada… não muito diferente da forma como os campos magnéticos são formados em torno de ímãs”, diz Gadêlha.

Agora que esses movimentos foram recriados em uma fórmula, a equipe diz que será mais fácil calcular como os fluxos de fluidos podem afetar grandes grupos de espermatozoides, o que poderia ajudar a examinar por que alguns espermatozoides não nadam o suficiente para fertilizar um óvulo. 

O próximo passo para os pesquisadores será fazer exatamente isso, aplicar seu modelo e analisar a previsão do movimento de um maior número de espermatozoides.

Dependendo dos resultados, podemos descobrir insights que poderiam ajudar no desenvolvimento de tratamentos para problemas de infertilidade masculina – dando a estes pequenos nadadores o pequeno empurrão de que precisam para chegar aonde querem. Os resultados serão publicados na próxima edição da revista Physical Review Letters.

Fonte: Science Alert Fotos: Reprodução / Science Alert