Cientistas foram enganados por séculos: o espermatozoide não ondula, ele gira
Em um impactante estudo publicado na Science Advances (1), pesquisadores quebraram um 'dogma' na biologia que se arrastava por mais de 300 anos. Unindo observações moleculares e microscópicas, os pesquisadores no estudo mostraram que os espermatozoides humanos não nadam ondulando simetricamente seus flagelos, e, sim, usando controles assimétricos e anisotrópicos para impulsionar o nado para frente, similar a uma turbina (uma rotação da cauda). Até o momento não tínhamos visto isso por causa de uma ilusão de óptica.
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O flagelo é um apêndice móvel celular, similar a um chicote, encontrado em uma grande variedade de organismos eucarióticos e vital para a reprodução de quase todas as espécies. Até o momento, o espermatozoide humano tem sido postulado de nadar impulsionado para a frente ao simplesmente mover seu flagelo simetricamente de um lado para o outro. Notavelmente, essa percepção de simetria não mudou desde que Antonie van Leeuwenhoek usou um dos mais antigos microscópios para descrever, no século XVII, o espermatozoide humano como tendo uma "cauda, a qual, quando nadando, chicoteia com movimentos de cobra, como enguias na água". No entanto, esse entendimento é criticamente limitado aos microscópios bidimensionais (2D), e entra em conflito com observações nas últimas décadas de assimetrias estruturais (componentes moleculares assimétricos) associadas ao flagelo do espermatozoide humano e de outros animais.
No novo estudo, pesquisadores da Universidade de Bristol, EUA, e da Universidade Nacional Autônoma do México usaram as técnicas mais avançadas de microscopia tridimensional (3D) e modelos matemáticos para reconstruir o verdadeiro movimento do espermatozoide em um espaço tridimensional. Usando também uma câmera de alta velocidade para registrar mais de 55 mil frames (quadros) em apenas um segundo, e um sistema de microscópio com um dispositivo piezoelétrico para mover as amostras contendo espermatozoides humanos para cima e para baixo em uma taxa super alta, eles foram capazes de escanear com sucesso os espermatozoides individuais nadando livremente em 3D.
Os resultados das análises revelaram que o espermatozoide de fato usa tanto controles assimétricos quanto anisotrópicos para regular o nado, em um movimento cambaleante e de balanço para apenas um lado, gerando uma espécie de movimento giratório que o impulsiona para frente. Isso explica o aparente paradoxo entre nado simétrico e operação assimétrica, e mostra que o nado antes acreditado simétrico era apenas uma ilusão de óptica causada pelo real nado assimétrico e giratório.
Como mostrado na imagem acima, em (a), a batida flagelar é assimétrica em 3D, caracterizada por um movimento para um único lado que rotaciona o flagelo. O movimento fora do plano causa o flagelo do espermatozoide rolar ao redor do eixo do nado (eixo azul escuro), fazendo com que o espermatozoide se mova igualmente em todos os lados em 3D. Isso cria o efeito de um giro de precessão, no qual a cabeça gira (ωspin) ao redor do eixo longitudinal do espermatozoide (eixo amarelo) ao mesmo tempo em que o giro flagelar (ωroll) ocorre ao redor do eixo do nado. Em (b), a projeção planar do movimento tridimensional assimétrico acaba criando a ilusão de óptica de um movimento simétrico bilateral na microscopia 2D, algo que vem enganando os cientistas nos últimos 350 anos.
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No vídeo abaixo, esse movimento giratório assimétrico e a ilusão de óptica gerada são melhor demonstrados:
O achado vem para mudar os livros de Biologia e lançar mais luz sobre os movimento flagelares na natureza, os quais parecem ser mais complexos do que antes assumido. Além disso, entender melhor como os espermatozoides humanos se movimentam é fundamental para o campo de estudo da fertilidade humana e para o aperfeiçoamento de técnicas que visam o tratamento de infertilidade.
(1) Publicação do estudo: Science Advances
Cientistas foram enganados por séculos: o espermatozoide não ondula, ele gira
Reviewed by Saber Atualizado
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agosto 01, 2020
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