Marta Diñeiro Soto y Juan Manuel López Merino
Introducción
En los últimos años, se ha comprobado que estas alteraciones no solo influyen en la fertilidad masculina, sino también en la salud de los hijos. Esto significa que factores relacionados con el estilo de vida o el entorno del padre pueden dejar una “huella” biológica en los espermatozoides que, en algunos casos, se transmite a la descendencia.
Factores como la dieta, la edad, el estilo de vida o la exposición a sustancias contaminantes pueden ser responsables de estas marcas epigenéticas. Entre todos ellos, el estrés oxidativo, un desequilibrio químico que daña las células, ha demostrado tener un papel especialmente importante, ya que puede alterar directamente el funcionamiento del espermatozoide.
Cambios epigenéticos durante la formación del espermatozoide
Durante la etapa final de la formación del espermatozoide ocurre una reorganización del material genético o ADN. En esta fase, las proteínas que normalmente empaquetan el material genético son sustituidas por otras que permiten una compactación mucho mayor. Gracias a este empaquetamiento extremo, determinadas regiones del ADN quedan protegidas frente a posibles daños y otras más expuestas. Sin lugar a duda, esta etapa es especialmente sensible a factores externos como puede ser la contaminación, el estrés o el tipo de alimentación (Hosseini et al., 2024).
Principales mecanismos epigenéticos del espermatozoide
Metilación del ADN
Una de las modificaciones epigenéticas más importantes que ocurren en los espermatozoides es la metilación del ADN. Consiste en la adición de pequeñas marcas químicas que actúan como interruptores, activando o desactivando la expresión de genes. Cuando estos patrones se alteran, se puede ver modificada la formación y función del espermatozoide, pueden aparecer problemas de fertilidad o incluso aumentar el riesgo de alteraciones en el desarrollo temprano del embrión (Leggio et al., 2025).
Organización del ADN y proteínas asociadas
Las histonas son proteínas que se asocian al ADN y permiten su correcta compactación. Al igual que el ADN, las histonas también pueden recibir radicales metilos u otro tipo de modificaciones que pueden contribuir a una mayor o menor compactación de la cromatina. De cualquier modo, las modificaciones de las histonas no son estables y no se copian fielmente, pudiendo desaparecer al cabo de unas pocas generaciones celulares.
ARN no codificantes
Además del ADN, los espermatozoides transportan pequeñas moléculas de ARN (Ácido ribonucleico) que no producen proteínas, pero que ejercen un papel regulador muy importante. Estas moléculas ayudan a controlar qué genes se activan tras la fecundación y participan en los primeros pasos del desarrollo del embrión en el útero materno. La cantidad y el tipo de este tipo de moléculas pueden cambiar en respuesta a factores externos.
Factores que influyen en la epigenética espermática
Estrés oxidativo
El estrés oxidativo se produce cuando hay un desequilibrio entre las especies reactivas de oxígeno (ROS) y el sistema antioxidante. (https://www.reproduccionasistida.org/estres-oxidativo-de-los-espermatozoides/). En la figura 1 se muestran algunos de los factores que pueden llevar a niveles aumentados de estas especies.
Figura 1.
Los espermatozoides son células especialmente vulnerables al efecto de las ROS, principalmente, por dos motivos:
- Los espermatozoides son células altamente especializadas con un contenido en antioxidantes limitado.
- La membrana de los espermatozoides es rica en ácidos grasos poliinsaturados. En presencia de ROS la membrana espermática pierda su fluidez y con ello su estabilidad.
Actualmente se investiga si los cambios epigenéticos relacionados con el estrés oxidativo pueden ayudar a entender algunas causas de infertilidad y a evaluar posibles tratamientos.
Alimentación, edad y estilo de vida
La alimentación del padre, su estado metabólico y su edad influyen de forma directa en la calidad del semen. Dietas poco saludables pueden modificar las marcas epigenéticas del espermatozoide, con posibles consecuencias para la descendencia. Además, con el avance de la edad paterna, la calidad de los espermatozoides tiende a disminuir, aumentando los riesgos de complicaciones durante el embarazo, nacimientos prematuros y bajo peso al nacer.
Contaminantes ambientales y hábitos
La exposición a contaminantes ambientales, como ciertos pesticidas o sustancias químicas industriales, puede alterar la epigenética espermática. Del mismo modo, hábitos como fumar, consumir alcohol en exceso, llevar una vida sedentaria o sufrir estrés crónico se han relacionado con cambios epigenéticos desfavorables (Maxwell et al., 2024).
La buena noticia de todo esto, es que algunos de los efectos comentados en este apartado, podrían ser parcialmente reversibles si modificamos el estilo de vida.
Metodología de análisis epigenético en el espermatozoide
Analizar la epigenética del espermatozoide no es sencillo. Se trata de una célula muy pequeña, con el ADN extremadamente compactado y con muy poco material disponible para el estudio. Además, tras la eyaculación, el ADN puede fragmentarse con facilidad. Por ello, se necesitan técnicas de laboratorio muy específicas y precisas para poder estudiar estos mecanismos, estas técnicas no son de uso clínico rutinario, sino de investigación.
Metilación del ADN
La metilación del ADN es el mecanismo epigenético más estudiado en la reproducción masculina. Los grupos metilos “marcas químicas” actúan como interruptores que apagan o regulan la actividad de los genes y ayudan a mantener la estabilidad del material genético.
Desde el punto de vista clínico, la metilación del ADN espermático se ha relacionado con la calidad del semen, el éxito de la implantación del embrión, los resultados de técnicas de reproducción asistida como la FIV o la ICSI, el desarrollo embrionario temprano y el riesgo de ciertas enfermedades en la descendencia, como trastornos metabólicos o neurológicos (Stuppia et al., 2015).
La técnica más utilizada para estudiar la metilación del ADN es la conversión con bisulfito, considerada el método de referencia. Este procedimiento permite diferenciar las zonas del ADN que están metiladas de las que no lo están, y así obtener un mapa detallado de estas marcas.
Una de sus variantes es el RRBS (Reduced Representation Bisulfite Sequencing), que se centra solo en regiones del ADN especialmente ricas en marcas de metilación. Es una técnica más económica y útil para comparar perfiles epigenéticos entre hombres fértiles e infértiles o para estudiar genes clave relacionados con la fertilidad.
Otra opción es el WGBS (Whole Genome Bisulfite Sequencing), que analiza todo el ADN del espermatozoide. Este enfoque permite detectar cambios asociados a la edad del padre o a la exposición a factores ambientales como el tabaco o ciertos contaminantes químicos. Gracias a esta técnica se han identificado alteraciones epigenéticas relacionadas con distintos tipos de alteraciones seminales.
A pesar de su utilidad, estas técnicas también presentan limitaciones, como el daño adicional al ADN durante el proceso o la dificultad de analizar grandes volúmenes de datos, especialmente en un genoma tan compacto como el del espermatozoide (Meissner et al., 2005).
Histonas y protaminas
La mayor parte de las proteínas que empaquetan el ADN (histonas) son sustituidas por protaminas. Sin embargo, una pequeña proporción de histonas se mantiene en regiones concretas del ADN que son importantes para el desarrollo del embrión tras la fecundación.
Estas histonas conservadas pueden llevar distintas marcas químicas que indican qué genes deben activarse o permanecer inactivos. Para estudiar estas marcas se utiliza una técnica llamada ChIP-Seq (Chromatin Immunoprecipitation Sequencing), que permite identificar dónde se localizan estas modificaciones en el ADN (Singh et al., 2025).
El análisis de estas proteínas es técnicamente complejo debido a la fuerte compactación del ADN espermático y a la escasa cantidad de histonas disponibles. Aun así, estas técnicas se utilizan para investigar causas moleculares de infertilidad masculina, abortos recurrentes y posibles mecanismos de herencia epigenética entre generaciones.
ARN no codificante en el espermatozoide
El estudio de estos ARN ha demostrado ser útil en casos de infertilidad sin causa aparente, fallos de implantación, fragmentación del ADN y situaciones de estrés oxidativo. Además, investigaciones en modelos animales han mostrado que factores como la dieta o el estrés del padre pueden modificar estos ARN, influyendo en la salud y el comportamiento de la descendencia.
Entre sus ventajas destaca que se necesita muy poco material para analizarlos y que podrían utilizarse como biomarcadores clínicos no invasivos. Sin embargo, su estudio también presenta dificultades, como la gran variabilidad entre individuos y la complejidad de distinguir ARN funcional de restos celulares (Hua et al., 2019).
Conclusión y perspectivas futuras
La epigenética espermática está dejando de ser un ámbito exclusivamente experimental para adquirir una relevancia creciente en la medicina reproductiva, al evidenciar que el espermatozoide es una célula altamente especializada que no solo transporta ADN, sino también información epigenética esencial para la fertilidad masculina y el desarrollo embrionario.
Uno de los principales retos actuales es la identificación de marcadores epigenéticos capaces de explicar casos de infertilidad masculina en hombres con seminogramas aparentemente normales. La evidencia científica indica además que el estilo de vida del padre (incluyendo la alimentación, el estrés, la obesidad y la exposición a contaminantes ambientales) puede influir de manera directa en la epigenética del espermatozoide, lo que abre la posibilidad de establecer recomendaciones personalizadas previas a la concepción para mejorar la salud reproductiva y reducir riesgos para la descendencia.
A más largo plazo, se están investigando estrategias de edición epigenética que permitirían corregir determinadas alteraciones antes de la fecundación, aunque estas aproximaciones se encuentran todavía en fases iniciales de desarrollo. Si bien las técnicas actuales presentan limitaciones por su complejidad y coste, los avances en este campo están transformando la comprensión de la herencia paterna y ofrecen nuevas oportunidades para el diagnóstico, la prevención y el abordaje de la infertilidad masculina.
Bibliografía
Akhatova, A., Jones, C., Coward, K., & Yeste, M. (2025). How do lifestyle and environmental factors influence the sperm epigenome? Effects on sperm fertilising ability, embryo development, and offspring health. Clinical Epigenetics, 17(1), 7.
Ashapkin, V., Suvorov, A., Pilsner, J. R., Krawetz, S. A., & Sergeyev, O. (2023). Age-associated epigenetic changes in mammalian sperm: Implications for offspring health and development. Human Reproduction Update, 29(4), 456–472.
Dutta, S.,
Sengupta, P., Mottola, F., et al. (2024). Crosstalk between oxidative stress
and epigenetics: Unveiling new biomarkers in human infertility. Cells, 13(2),
215.
Güneş, S., & Kulaç, T. (2013). The role of epigenetics in spermatogenesis. Turkish Journal of Urology, 39(3), 181–187.
Hosseini, M., Khalafiyan, A., Zare, M., et al. (2024). Sperm epigenetics and male infertility: Unraveling the molecular puzzle. Human Genomics, 18(1), 12.
Hua, M., Liu, W., Chen, Y., Zhang, F., Xu, B., Liu, S., Chen, G., Shi, H., & Wu, L. (2019). Identification of small non-coding RNAs as sperm quality biomarkers for in vitro fertilization. Cell Discovery, 5(1), 20.
Irani, D., Arya, D., Tandon, D., Bansal, V., Patil, A., & Singh, D. (2025). Higher sperm H3K4me3 levels are associated with idiopathic recurrent pregnancy loss. Epigenetics, 20(1), 2498859.
Jouve, N. (2020), Epigenetics. Mechanism and significance in gene regulation. Cuadernos de Bioética, 31(103): 405-419.
Leggio, L., Paternò, G., Cavallaro, F., et al. (2025). Sperm epigenetics and sperm RNAs as drivers of male infertility: Truth or myth? Molecular and Cellular Biochemistry, 480, 1–15.
Lismer, A., & Kimmins, S. (2023). Emerging evidence that the mammalian sperm epigenome serves as a template for embryo development. Nature Communications, 14(1), 2142.
Maxwell, D. L., Petriello, M. C., & Pilsner, J. R. (2024). PFAS exposure and male reproductive health: Implications for sperm epigenetics. Seminars in Reproductive Medicine, 42(1), 45–56.
Meissner, A., Gnirke, A., Bell, G. W., Ramsahoye, B., Lander, E. S., & Jaenisch, R. (2005). Reduced representation bisulfite sequencing for comparative high-resolution DNA methylation analysis. Nucleic acids research, 33(18), 5868–5877
Naveed, M., Shen, Z., & Bao, J. (2025). Sperm-borne small non-coding RNAs: potential functions and mechanisms as epigenetic carriers. Cell & bioscience, 15(1), 5.
¿Qué es el estrés oxidativo y cómo afecta a la fertilidad masculina? https://www.reproduccionasistida.org/estres-oxidativo-de-los-espermatozoides/
Shangguan, A., Ding, F., Ding, R., et al. (2025). Whole-genome bisulfite sequencing of X and Y sperm in Holstein bulls reveals differences in autosomal methylation status. BMC Genomics, 26, 282.
Singh, B., Singh, R., Chaturvedi, M. M., & Purohit, J. S. (2025). Sperm histone mediated epigenetic inheritance. Biology of Reproduction, 113(5), 1061–1073.
Stuppia, L., Franzago, M., Ballerini, P., Gatta, V., & Antonucci, I. (2015). Epigenetics and male reproduction: the consequences of paternal lifestyle on fertility, embryo development, and children lifetime health. Clinical epigenetics, 7, 120
Tomar, A.,
Gomez-Velazquez, M., Gerlini, R., et al. (2024). Epigenetic inheritance of
diet-induced and sperm-borne mitochondrial RNAs. Nature, 617(7961), 312–319.
En general, es más adecuado que el científico, pero principalmente porque al simplificar habéis corregido algunos defectos. De todas maneras, tiene problemas similares en cuanto a estructura, y tenéis que tener en cuenta que un trabajo divulgativo no es una mera simplificación de uno científico. Debéis ajustar el lenguaje y terminología y presentarlo en una estructura más amena. Sin sacrificar rigor, debéis hacerlo accesible a gente que no ha oído hablar de epigenética y que tiene una noción básica de biología de la reproducción.
ResponderEliminarEs fundamental que expliquéis términos necesarios, como abreviaturas ni meteros en detalles avanzados. Igual que el otro, hay partes demasiado fragmentadas, sin un hilo conductor (esto es fundamental en los trabajos divulgativos).
La bibliografía debería incluir fuentes más accesibles. Considerad que la diferencia entre divulgativo y científico no es simplemente quitar las citas (uno divulgativo debería tener citas, de hecho, intentando que no estorben o, mejor, que sean a través de enlaces y que conduzcan más bien a noticias --verificadas--, artículos accesibles, etc.).
Es fundamental que quede claro, y desde el principio, en qué punto de aplicación están estas técnicas: ¿se usan rutinariamente o en investigación?
Igual que en el otro, hay repeticiones y texto que no corresponde en la parte de metodología. Gran parte de la información corresponde o está repetida de la introducción y la explicación de las marcas epigenéticas.
Hay temas muy interesantes, como la hambruna en Países Bajos, que no se explican en detalle y aparecen fuera de contexto.
La sección "Cambios epigenéticos durante la formación del espermatozoide" no habla de eso.
Hay bastantes imprecisiones:
"Estas proteínas pueden llevar unas marcas o cambios químicos que influyen en la forma en que se expresan los genes y en consecuencia, en la funcionalidad del propio espermatozoide".
"El estrés oxidativo se produce cuando el organismo genera más moléculas dañinas de las que puede neutralizar".
"Actualmente se investiga la posibilidad de utilizar ciertos cambios epigenéticos"
"Por ello, el estudio de la edad biológica del conjunto de espermatozoides de una muestra de semen y es fundamental para comprender la capacidad de fecundación masculina".
"En el espermatozoide, los patrones de metilación están muy bien organizados y son especialmente estables. Esto es fundamental para proteger el ADN, evitar la activación de secuencias potencialmente dañinas, ... y asegurar una correcta maduración del espermatozoide".
"la complejidad de distinguir ARN funcional de restos celulares"
Una sugerencia para este tipo de artículo (aunque también para el científico) es añadir alguna figura, tanto decorativa (pero sin excederse y que quede en contexto) como informativa (diagramas explicativos, infografías).
Eliminar