UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI CATANIA DIPARTIMENTO DI SCIENZE BIOLOGICHE, GEOLOGICHE ED AMBIENTALI Corso di laurea magistrale in Biologia Sanitaria

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1 UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI CATANIA DIPARTIMENTO DI SCIENZE BIOLOGICHE, GEOLOGICHE ED AMBIENTALI Corso di laurea magistrale in Biologia Sanitaria STEFANIA TIDONA TESI DI LAUREA INFLUENZA DELLE TERAPIE ORMONALI SULLA QUALITÀ DEL LIQUIDO SEMINALE NELLA CURA DELL IPOGONADISMO IPO- NORMOGONADOTROPO. Relatrice: Chiar.ma Prof.ssa RenataVISCUSO Correlatore: Dott. Giovanni BRACCHITTA ANNO ACCADEMICO

2 I N D I C E Premessa... Pag. 04 Introduzione... Pag. 05 Cap. I L apparato genitale maschile... Pag. 07 Cap. II La spermatogenesi... Pag. 15 Cap. III La regolazione ormonale della spermatogenesi... Pag. 19 Cap. IV Lo spermatozoo maturo e il liquido seminale... Pag. 26 Cap V La fecondazione.... Pag. 29 Cap VI Infertilità... Pag. 42 Cap VII Infertilità maschile... Pag. 44 Cap VIII Ipogonadismo ipogonadotropo... Pag. 55 Cap IX Terapia per l ipogonadismo... Pag. 61 Cap X Gonal F... Pag. 70 Scopo del lavoro... Pag. 75 Materiali e Metodi... Pag. 77 Risultati... Pag. 86 Conclusioni... Pag. 99 Bibliografia... Pag. 100 Ringraziamenti... Pag

3 L inclinazione di due persone di sesso diverso è la volontà di vivere nel nuovo individuo che esse potranno e desidereranno generare, una volontà che si agita nell incontro dei loro sguardi. Arthur Schopenhauer 3

4 Premessa Nel corso della storia dell uomo il desiderio di generare dei figli è sempre stato predominante. Altrettanto presente è stata però la difficoltà in alcuni casi ad ottenere una gravidanza. Fin dall antichità il concetto d infertilità è stato sempre attribuito ad una condizione femminile ed ha influenzato fortemente la vita di molte donne, appartenenti a tutte le classi sociali. Regine ripudiate, popolane lapidate o addirittura ritenute streghe e mandate al rogo. In molti casi la sterilità maschile non era nemmeno contemplata come ipotesi, proprio per questo forte condizionamento che versava sulla donna. Negli ultimi decenni l attenzione si è spostata sulla considerazione che l infertilità è una condizione di coppia, non necessariamente legata ad un problema esclusivamente femminile. Ciò ha spinto ad indagare maggiormente sui parametri che governano lo stato di fertilità maschile: qualità del liquido seminale e corretto funzionamento del processo di regolazione della spermatogenesi. Oggi dai dati forniti dall Istituto Superiore di Sanità (ISS) è noto che l infertilità maschile ha una prevalenza sovrapponibile all infertilità femminile. Questo dato non dipende soltanto dall aumento dell infertilità in generale ma è dovuto proprio ad una più alta incidenza del fattore maschile. In tal senso si è potuta orientare la ricerca per quanto concerne i trattamenti farmacologici applicabili al maschio infertile. 4

5 Introduzione Negli ultimi decenni si è assistito ad un forte aumento dei tassi di infertilità maschile a seguito di nuove conoscenze che hanno permesso di superare quello che in passato era pensiero comune e cioè che nella coppia fosse solo ed esclusivamente la donna la causa dell infertilità. In più oggi oltre alla figura del ginecologo, si sta sempre di più affermando la figura dell andrologo come punto di riferimento per il benessere della fertilità maschile. Per giungere ad una corretta diagnosi è possibile ricorrere a numerosi esami che consentono di indagare efficientemente lo stato di fertilità maschile: esame del liquido seminale, visita andrologica, ecografia specialistica, test di separazione nemaspermica, test di frammentazione e spermiocolture. Nonostante ciò i maschi italiani, ed in particolar modo i giovani, difficilmente si rivolgono ad un andrologo, sottovalutando che anche la fertilità maschile ha bisogno di prevenzione. Inoltre, ciò che contribuisce ad aumentare la percentuale di infertilità maschile è lo stile di vita scorretto che viene condotto dall uomo moderno. La promiscuità sessuale e il numero elevato di partner aumentano il rischio di diffusione delle infezioni genitali che rappresentano una delle cause più comuni di infertilità da patologie flogistiche. Abitudini voluttuarie, quali fumo di sigaretta e abuso di alcol, incidono in modo decisivo sull aumento dell infertilità maschile. Il fumo ha effetti negativi su tutti i parametri seminali e aumenta il rischio di danni al DNA spermatico, mentre l alcol interferisce con la regolazione ormonale sia a livello testicolare riducendo la produzione di testosterone sia a livello centrale inducendo uno scompenso della funzione delle gonadotropine. Oggi si tende sempre più ad essere sedentari e ad assumere comportamenti alimentati anomali che portano all obesità e al sovrappeso, anch essi fattori di rischio importanti per la fertilità. È stato dimostrato infatti che uomini sovrappeso o obesi hanno un minor numero di spermatozoi normali e mobili e che l obesità può influire negativamente sulla funzione erettile. 5

6 Anche l inquinamento ambientale ha la sua importanza; ad esempio l uso spropositato e la forte dipendenza dai cellulari, espone a continue radiazioni elettromagnetiche che possono interferire sulla qualità del liquido seminale. Da una ricerca effettuata dall Università di Exeter, in Gran Bretagna, Effect of mobile telephones on sperm quality: A systematic review and meta-analysis e pubblicata sulla rivista Environment International è emerso che rispetto ai gruppi di controllo, nei quali il 50-85% dello sperma presenta motilità normale, nei soggetti esposti ai telefoni cellulari si nota una diminuzione della motilità in media dell'8%. Lo stesso vale per la vitalità, che risulta del 9% inferiore alla norma in presenza di un'esposizione locale alle radiazioni. Infine, un peso importante sull aumento dell infertilità maschile è dato dall età. Come le donne infatti, anche gli uomini per motivi differenti rimandano la paternità fino ai anni. Diversi studi hanno però dimostrato che, al pari degli oociti, gli spermatozoi invecchiano ed accumulano danni al DNA che si associano ad una maggiore probabilità di generare figli affetti da disturbi neuro-cognitivi. In particolare, in un uomo di 50 anni rispetto ad uno di 30: Il volume dell eiaculato si riduce dal 3% al 22%; Il numero di spermatozoi nel liquido seminale diminuisce del 37%; La motilità nemaspermica si riduce dal 4% al 18%. 6

7 L apparato genitale maschile L apparato genitale maschile si sviluppa parzialmente verso l esterno con il pene e lo scroto, contenente i testicoli e gli epididimi; non sono invece visibili gli altri organi, ovvero le vie spermatiche, le vescicole seminali, le ghiandole bulbo-uretrali e la prostata. Si può descrivere il pene dividendolo nelle seguenti regioni: la radice, che è connessa al periostio dell osso pubico, il corpo, o peduncolo libero, e l estremità sensibile ipertrofizzata che include il glande sul quale la pelle è ripiegata due volte per formare una porzione retrattile bassamente legata, il prepuzio. All interno, il pene comprende tre corpi erettili spongiosi, detti corpi cavernosi, che consentono l erezione del pene, e l uretra [1]. Nella parte superiore sono posti i corpi cavernosi appaiati e, nella parte inferiore, un piccolo cilindro singolo che contiene l uretra, il corpo spongioso. I tre corpi sono avvolti da una forte guaina fibrosa, la tunica albuginea, spessa circa 1mm e ricca di fibre elastiche, che compensano la distensione dei corpi cavernosi durante l erezione massima, e da cute lassa. Gli spazi presenti tra i corpi cavernosi sono maggiori al centro rispetto alla periferia; essi sono pieni di sangue e circondati da uno strato appiattito di cellule simile ad un endotelio e contengono fasci di muscoli lisci e di fibre elastiche [1]. Anteriormente l estremità del corpo spongioso è dilatata e forma un espansione, che prende il nome di glande, sulla quale si apre l orifizio uretrale esterno verticale, a forma di fessura. Immediatamente sopra il glande si trova la base del prepuzio, il quale copre completamente il glande quando il pene non è in erezione [1]. L uretra maschile si estende dall orifizio uretrale interno nella vescica all orifizio uretrale esterno a un estremità del pene, misura circa 20 cm di lunghezza ed è divisa in quattro parti: 1. La pars intramuralia, lunga 0,5-1 cm, si estende a partire dalla parte caudale della parete muscolare della vescica. 2. La pars prostatica misura circa 3 cm di lunghezza e attraversa verticalmente la prostata, infatti a livello della parete posteriore di questo tratto si riscontra un piccolo dotto, il colliculus seminalis, su cui sono localizzate le aperture dei canali prostatici escretori e dei dotti eiaculatori. 7

8 3. La pars membranosa misura 1-2 cm di lunghezza e attraversa il diaframma urogenitale, è la porzione più stretta del canale ed è avvolta dalle fibre del muscolo dello sfintere uretrale. 4. La pars cavernosa è contenuta nel corpo spongioso e rappresenta la parte più lunga dell uretra (15 cm), si dilata nel glande e forma la fossetta navicolare prima di aprirsi nell orifizio uretrale esterno. La mucosa dell uretra maschile presenta delle differenze regionali: in particolare, nella porzione prossimale essa presenta il profilo tipico dell urotelio, nella porzione distale si differenzia in epitelio prismatico pseudostratificato e nella fossetta navicolare, l epitelio prismatico si appiattisce per diventare colonnare; esso contiene del glicogeno, che viene metabolizzato in lattato attraverso i lattobacilli non patogeni, generando un ambiente acido che evita le infezioni ascendenti urinarie [1]. I testicoli sono organi pari di forma ovale sospesi fuori dalla cavità pelvica addominale, nella quale la temperatura è 2-3 C sotto quella corporea centrale di 37 C perché lo sviluppo degli spermatozoi può essere normale solo a questa temperatura; il plesso venoso pampiniforme è la struttura che contribuisce al raffreddamento perché si svolge intorno all arteria testicolare per assorbire il calore del sangue arterioso, raffrendandolo così prima che penetri nella gonade. Prima della nascita, i testicoli scendono dalla cavità addominale, dove si sviluppano, nello scroto attraverso il canale inguinale. Ogni testicolo è circondato dalla tunica albuginea, che contiene cellule muscolari lisce: sulla superficie dorsale, la tunica albuginea si ispessisce e forma il mediastino testicolare a livello del quale il sangue e i vasi linfatici, i nervi e i dotti deferenti che drenano gli spermatozoi all epididimo entrano nelle gonadi o ne escono [2]. A partire dalla tunica albuginea, circa 250 trabecole fibrose si dipartono in direzione centripeta, suddividendo il parenchima testicolare in lobuli, in ogni lobulo si osservano da uno a quattro tubuli seminiferi molto sinuosi che producono spermatozoi. I tubuli seminiferi proseguono ad ogni estremità con altri tubuli, i dotti deferenti, che trasportano gli spermatozoi dal testicolo nel canale epididimario. I testicoli svolgono due funzioni principali: 1. La spermatogenesi, mediante cui si opera la differenziazione dei gameti, gli spermatozoi; 8

9 2. La steroidogenesi che prevede la sintesi e la secrezione controllata degli androgeni, in particolare di testosterone. Tuttavia, la produzione di androgeni e spermatozoi ha luogo in due compartimenti diversi del testicolo e grazie alla funzione di due tipi di cellule somatiche, dette accessorie: gli spermatozoi si sviluppano nei tubuli seminiferi in stretta associazione con le cellule di Sertoli, mentre gli androgeni sono prodotti nelle cellule di Leydig, localizzate nello spazio interstiziale tra i tubuli in cui sono compresi soprattutto fibrociti, vasi sanguigni e linfatici e un numero significativo di leucociti [1]. Le cellule del Sertoli si trovano a stretto contatto con la membrana basale dell epitelio seminifero e sono cellule molto grandi, infatti si estendono dalla membrana basale fino al versante luminale del tubulo. Queste cellule sono strettamente associate fra di loro mediante dei sistemi di giunzione: le tight junction, o giunzioni serrate, collegano le cellule più vicine alla membrana basale ed essendo provviste di punti di chiusura che bloccano il passaggio di sostanze provenienti dallo spazio interstiziale, costituiscono la barriera ematotesticolare che crea un ambiente idoneo e protetto per la spermatogenesi; invece le gap junction, o giunzioni comunicanti, collegano le cellule sul versante luminale. Le cellule del Sertoli principalmente promuovono la proliferazione e la differenziazione delle cellule germinali ma svolgono anche numerose altre funzioni: Sostegno dell epitelio seminifero. Protezione e nutrizione delle cellule della linea germinale. Coordinamento della spermatogenesi grazie alle gap junction. Fagocitosi delle cellule in degenerazione o del citoplasma residuo. Secrezione di varie proteine: la proteina ABP (Androgen Binding Protein) mantiene la concentrazione ottimale di testosterone all interno del tubulo, la transferrina e la ceruloplasmina trasportano rispettivamente ferro e rame all interno del tubulo, gli attivatori del plasminogeno mediano le reazioni proteolitiche necessarie per la migrazione degli spermatozoi dal testicolo. Tutte le funzioni delle cellule del Sertoli sono indotte dall interazione dell ormone follicolo-stimolante (FSH) con i recettori presenti sulla membrana cellulare. Le cellule di Leydig sono provviste di un citoplasma rosa abbondante con lipidi, un lipocroma pigmentoso, soluzioni cristalloidi di Reinke e nuclei rotondi con nucleoli 9

10 distinti, e sono spesso associate alle fibre nervose. Costituiscono il tessuto interstiziale, cioè il tessuto connettivo interposto tra i tubuli e si organizzano in gruppi in prossimità dei vasi, inoltre alcune cellule di Leydig sparse sono anche trovate nel funicolo spermatico, così come nella tunica albuginea. Le cellule di Leydig sintetizzano il testosterone come principale androgeno e numerosi fattori proteinergici quali i fattori di crescita, i neuropeptidi e le citochine. La funzione normale della cellule di Leydig è dipendente dall ormone luteinizzante (LH). Figura 1. Sezione trasversale del tubulo seminifero con cellule del Sertoli e cellule di Leydig. 10

11 Figura 2. Organizzazione del tubulo seminifero in sezione trasversale. Nella parte posteriore del testicolo i tubuli seminiferi di ogni lobulo si anastomizzano poi a formare la rete testis che, attraverso i dotti efferenti è connessa all epididimo, distinto in due regioni, una testa più contorta e una coda leggermente più rettilinea. Il canale deferente è il prolungamento del canale epididimario e il suo diametro è di circa 3 mm. Fa parte del funicolo spermatico e attraversa, pertanto, il canale inguinale per entrare nella cavità pelvica. Prima di entrare nella prostata a livello della sua superficie dorsale, il canale deferente si ingrandisce formando un ampolla e raggiunge, in seguito, il canale della vescicola seminale per formare il dotto eiaculatore, il quale passa attraverso la prostata e sbocca nella porzione prostatica dell uretra, in prossimità dell orifizio dell utricolo prostatico. Il dotto deferente è palpabile nel funicolo spermatico grazie alla sua parete densa. Il canale deferente dell adulto è rivestito da un epitelio prismatico pseudo-stratificato che si appoggia su un unico strato di cellule basali. Il rivestimento muscolare spesso si compone di due-tre strati. L avventizia esterna si compone di tessuto connettivo, vasi sanguigni e fibre nervose. La prostata è una ghiandola solida, delle dimensioni di una castagna, situata nella cavità pelvica presso l origine dell uretra. Sviluppata da una capsula di tessuto connettivo, essa è composta da una serie radiale di circa ghiandole tubulo-alveolari ramificate 11

12 circondate da un denso stroma fibromuscolare. La contrazione dei muscoli lisci libera il contenuto della ghiandola prostatica nell uretra al momento dell eiaculazione. Dal punto di vista embriologico e istologico, la struttura interna della prostata umana è divisa in quattro sezioni: Lo stroma non ghiandolare. Il segmento preprostatico, che è la parte periuretrale considerata la sede principale dello sviluppo dell ipertrofia prostatica benigna. La zona periferica. La zona centrale che circonda i dotti eiaculatori ed è costituita da acini; ha una configurazione relativamente semplice ed è inserita a cuneo nella zona periferica. La prostata umana ha una duplice funzione, in quanto produce numerosi composti secretori che influenzano la superficie uretrale al passaggio del liquido seminale e che agiscono sugli spermatozoi e sulle proteine della coagulazione follicolare. La secrezione è leggermente acida (ph 6,4) e ricca di zinco, citrato, fosfatasi acida e proteasi, tra cui l antigene specifico della prostata (PSA), utilizzato a scopo diagnostico [1]. Le vescicole seminali sono strutture pari, allungate, a forma di sacco o di tubulo, circondate da un rivestimento spesso di muscoli lisci. Le ghiandole sono situate tra il fondo della prostata e il retto. Le vescicole seminali producono circa il 60-70% del liquido seminale. Le loro parti prossimale e ampollare hanno una funzione di riassorbimento di liquido e di spermatofagia (ingestione e degradazione da parte delle cellule epiteliali degli spermatozoi lesi). Ogni vescicola è costituita da un unico tubulo, ripiegato su se stesso e all origine di molti diverticoli irregolari. Il lume è rivestito da uno o da due strati di un epitelio prismatico che si piega fornendo un aspetto reticolato. L epitelio è circondato da un rivestimento muscolare [1]. L attività secretoria della vescicole è una misura dell apporto di testosterone all epitelio. I prodotti della secrezione delle vescicole seminali comprendono ioni, fruttosio, prostaglandine, peptidi e proteine. Oltre alle forme di proteine legate al plasma quali la transferrina, la lattoferrina e la fibronectina, sono sintetizzati dei fattori immunosoppressori e delle proteine specifiche, come la semenegelina,, responsabile del coagulo del liquido seminale e sulla quale si esercita l azione enzimatica dell antigene specifico della prostata (PSA). 12

13 Le funzioni della vescicole seminali riguardano dunque: la formazione del coagulo seminale, la modificazione della funzioni degli spermatozoi (motilità, capacitazione) e l immunosoppressione. Infine, le ghiandole bulbo-uretrali, o ghiandole di Cowper, sono ghiandole pari, della dimensione di un pisello, situate sotto la prostata. Esse producono un muco denso e chiaro che drena nell uretra e che viene liberato prima dell eiaculazione. Si ritiene che la secrezione neutralizza le tracce di urina acida nell uretra e che essa agisca come lubrificante [2]. Figura 3. Apparato genitale maschile. 13

14 Figura 4. Gonade maschile. 14

15 La spermatogenesi Si definisce spermatogenesi l insieme delle tappe proliferative e delle modificazioni morfologiche attraverso le quali gli elementi germinali maschili immaturi, gli spermatogoni, si trasformano in elementi maturi, gli spermatozoi. Il processo completo di sviluppo delle cellule germinali avviene a livello dell epitelio seminifero del testicolo adulto. La spermatogenesi può essere divisa in quattro fasi [1]: 1. Spermatocitogenesi. La spermatocitogenesi comprende la proliferazione ed il differenziamento delle cellule germinali primordiali (PGC). Da queste si differenziano gli spermatogoni. Gli spermatogoni di tipo A 1 sono cellule tondeggianti situate nella porzione periferica del tubulo seminifero e dotate di un nucleo di forma ovoidale contenente cromatina finemente dispersa; tali cellule inizialmente proliferano attraverso diversi cicli mitotici generando una popolazione di cellule staminali dello stesso tipo e una popolazione di cellule ad un grado maggiore di differenziazione, gli spermatogoni di tipo A 2. Anche questi vanno incontro a divisione mitotica e danno origine agli spermatogoni di tipo A 3 i quali formano infine gli spermatogoni di tipo A 4 [2]. A questo punto gli spermatogoni di tipo A 4 possono affrontare tre destini differenti: Originare altri spermatogoni A 4 attraverso un processo di autorinnovamento; Attivare il meccanismo apoptotico in modo da limitare la popolazione delle cellule germinali in condizioni fisiologiche; Formare cellule più differenziate dette spermatogoni intermedi che effettuando la mitosi una sola volta dando origine agli spermatogoni di tipo B; questi ultimi i quali presentano un nucleo arrotondato con cromatina addensata in zolle. La successiva divisione mitotica di queste cellule dà luogo poi agli spermatociti di primo ordine, cellule rotondeggianti più voluminose che, appena formate, entrano immediatamente nella profase della prima divisione meiotica. 2. Meiosi. Grazie alla meiosi gli spermatociti di primo ordine operano due cicli di divisione, con dimezzamento del corredo cromosomico: in particolare, dalla 15

16 prima divisione meiotica, detta anche riduzionale perché il numero dei cromosomi viene ridotto da diploide ad aploide, derivano gli spermatociti di secondo ordine mentre dalla seconda divisione meiotica, detta equazionale perché vede la divisione di ogni cromosoma nei due cromatidi costituenti, originano gli spermatidi [3]. Ciascuno spermatide possiede 23 cromosomi che sono differenti da quelli sia materni che paterni, possedendo tratti sia degli uni che degli altri grazie al processo di crossing over, cioè lo scambio di segmenti corrispondenti di cromosomi appaiati a livello di siti specifici, i chiasmi. È importante precisare che tutte le popolazioni cellulari che derivano dallo spermatogonio di tipo A 1 effettuano, ad ogni ciclo di divisione, una citodieresi incompleta e rimangono connesse tra loro mediante ponti citoplasmatici durante tutta la fase di differenziazione. Ciò permette la sincronicità di sviluppo delle cellule a livello di ciascuna area dell epitelio seminifero, infatti i singoli spermatozoi si separano solamente alla fine della fase di citodifferenziazione che porta appunto alla loro genesi. 3. Spermioistogenesi. Consiste nell insieme di modificazioni post-meiotiche molto complesse attraverso le quali gli spermatidi si differenziano in spermatozoi. Comprende quattro fasi [1, 2]: Fase del Golgi. Nella regione citosolica adiacente al nucleo prende forma l idiosoma, costituito dai due centrioli, cioè dal diplosoma, circondati dalle vescicole che formano il complesso del Golgi. Nel corso di questa fase le vescicole migrano ad un polo della cellula mentre al polo opposto permane il diplosoma a livello del quale i due centrioli si sistemano uno dietro l altro ed in particolare, il centriolo prossimale permane in prossimità della carioteca e servirà allo zigote, poiché la cellula uovo durante la sua maturazione ne perde uno, mentre il centriolo distale si allontana e va incontro a modifiche che portano alla costruzione dell assonema flagellare [1, 2]. Fase del cappuccio. Una volta raggiunto il polo della cellula opposto a quello in cui sta organizzandosi il flagello, le vescicole del Golgi prendono il nome di granuli procrosomiali e iniziano ad aggregarsi formando così l acrosoma. Questo organulo contiene gli enzimi che 16

17 vengono rilasciati all inizio della fecondazione per aiutare lo spermatozoo a penetrare negli involucri che circondano l oocita secondario. Intanto i mitocondri migrano nella regione posteriore dove vanno ad avvolgere la porzione intermedia del flagello formando la guaina mitocondriale e fornendo al gamete l energia necessaria al suo movimento [1, 2]. Fase dell acrosoma. Il nucleo subisce una disidratazione e l eucromatina al suo interno viene fortemente condensata in quanto gli istoni sono sostituiti dalle protammine che, essendo più basiche, legano più saldamente il DNA permettendo così la riduzione del volume cellulare, un movimento più agevole ed una maggiore protezione del DNA da danni fisici o mutazioni durante il trasporto al sito di fecondazione [1, 2]. Fase di maturazione. La formazione dell acrosoma spinge il citoplasma verso la parte posteriore della cellula e ne induce l eliminazione. Figura 5. Spermioistogenesi. 17

18 4. Spermiazione. Comprende le fasi finali del processo di spermatogenesi, quali l interruzione del sincizio e il rilascio degli spermatozoi maturi nel lume del tubulo. I gameti, ancora immobili, subiscono poi ulteriori modificazioni morfologiche e funzionali all interno dell epididimo, infatti acquistano motilità e vanno incontro a decapacitazione. Questo processo consiste nel legame di proteine che, associandosi ai fosfolipidi di membrana, hanno la funzione di stabilizzare la membrana stessa evitando che la reazione acrosomiale, cioè il rilascio del contenuto acrosomiale, si verifichi troppo precocemente [1, 2]. Nei mammiferi le cellule germinali a diversi stadi di sviluppo si dispongono sulla membrana basale dell epitelio seminifero in una combinazione ordinata e ripetitiva sia in senso temporale sia in senso spaziale, infatti cellule sempre più mature si sistemano in direzione radiale, dalla membrana basale verso il lume del tubulo, e longitudinale, lungo un tratto del tubulo [1, 2]. Questa organizzazione, visibile in sezione trasversale, è definita onda dell epitelio seminifero e si compone di un numero differente di stadi secondo la specie: nell uomo si distinguono VI fasi che comprendono otto stadi della spermatogenesi (Wistuba et al. 2003). La durata di questa onda nel tempo costituisce il ciclo dell epitelio seminifero e nell uomo è pari a 16 giorni, ciò significa che la progressione da uno spermatogonio agli spermatozoi derivanti dura circa giorni, cioè quattro cicli e mezzo (Heller e Clermont 1964). Figura 6. Onda dell epitelio seminifero. In azzurro la membrana basale, in rosso gli spermatogoni, in verde gli spermatociti primari, in giallo gli spermatidi, in grigio spermatozoi a vari stadi del processo di spermioistogenesi. 18

19 La regolazione ormonale della spermatogenesi L adeguata secrezione di ormoni e la normale spermatogenesi da parte della gonade maschile sono garantiti dalla presenza di sofisticati sistemi di controllo integrati tra l ipotalamo, l ipofisi e il testicolo; questi meccanismi caratterizzano l asse ipotalamoipofisi-testicolo. L ipotalamo è il principale mediatore dell attività cerebrale per la regolazione di tutti i processi omeostatici dell organismo, infatti è proprio a questo livello che i segnali provenienti dall ambiente interno e quelli provenienti dall ambiente esterno vengono confrontati per generare le risposte adeguate [4]: in particolare, i neuroni neuroendocrini dell ipotalamo secernono un fattore di rilascio, o releasing factor, per le gonadotropine (GnRH) attraverso il quale essi sono in grado di controllare l attività ipofisaria e la produzione di ormoni, quali l ormone follicolo-stimolante (FSH) e l ormone luteinizzante (LH), che agiranno sulle gonadi, in questo caso sul testicolo, stimolando sia la sua funzione riproduttiva sia la sua funzione endocrina. Il GnRH rappresenta l ormone principale per il controllo della funzione riproduttiva in quanto agisce stimolando la sintesi e il rilascio delle gonadotropine da parte dell ipofisi. È un decapeptide e viene sintetizzato da una rete neuronale localizzata in una specifica regione ipotalamica che comprende la zona del setto, il nucleo arcuato e l area preottica, tuttavia è stato osservato che il GnRH può essere sintetizzato anche da alcuni neuroni posti all esterno dell ipotalamo ma di comune origine embrionale, come quelli che costituiscono il lobo olfattivo [4]. La forma attiva del GnRH si ottiene a partire da un preproormone, un precursore di 92 aminoacidi, il quale in primo luogo subisce un taglio proteolitico che lo converte in un proormone di 69 aminoacidi; quest ultimo viene infine convertito nella forma attiva di decapeptide a livello delle terminazioni nervose secernenti dell ipotalamo. Il GnRH viene secreto in modo pulsatile (ogni minuti circa) e presenta un emivita di circa 10 minuti [5]. Per mezzo del circolo venoso portale ipotalamo-ipofisario raggiunge l eminenza mediana della ghiandola pituitaria dove, interagendo con il proprio recettore specifico (GnRH-R), stimola una specifica via di trasduzione: 1. Produzione di diacilglicerolo (DAG) ed inositolo trifosfato (IP 3 ) come secondi messaggeri; 19

20 2. Aumento della concentrazione citoplasmatica di Ca 2+ sia attraverso il rilascio dello ione dalle riserve intracellulari sia mediante l apertura dei canali ligandodipendenti posti sulla membrana cellulare. 3. Attivazione della proteinchinasi C. Le conseguenze dirette di questi meccanismi sono rappresentate dal rilascio della gonadotropine ipofisarie mediante esocitosi e dalla successiva degradazione del complesso recettoriale per il GnRH; questo verrà tuttavia ripristinato dalle cellule in un arco di tempo che riflette l intervallo tra due picchi di rilascio del GnRH [5]. La funzione essenziale del GnRH è quella di stimolare la sintesi e la secrezione delle gonadotropine, FSH e LH, dalla regione anteriore della ghiandola pituitaria, l adenoipofisi; è importante però sottolineare che una bassa frequenza di rilascio di GnRH favorisce la secrezione di FSH, viceversa l alta frequenza di rilascio di GnRH tende a stimolare preferibilmente la secrezione di LH [5]. La regolazione della secrezione di GnRH è dovuta all interazione complessa tra diversi neutrasmettitori e neuromediatori, infatti numerosi fattori e condizioni fisiopatologiche del sistema nervoso, tra le quali lo stress, possono intervenire nelle secrezione di questo ormone: ad esempio, la leptina e le afferenze dopaminergiche stimolano la secrezione di GnRH mentre la prolattina, la dopamina, la serotonina, l acido γ-aminobutirrico (GABA) e l interleuchina-1 svolgono un azione inibitoria [4]. Nell ultimo decennio studi effettuati sull ipotalamo di uccello hanno evidenziato la presenza di due importanti neuropeptidi ipotalamici, successivamente scoperti anche negli altri Vertebrati: l ormone inibente le gonadotropine (GnIH) e la kisspeptina. Il GnIH, legandosi al suo recettore specifico GPR147, inibisce la sintesi delle gonadotropine attraverso un meccanismo opposto a quello del GnRH. La kisspeptina invece, è codificata dal gene KISS-1 e interagisce con il recettore GPR54, in origine noto come metastasina per l importante effetto sulla soppressione delle metastasi, mediante il quale stimola la secrezione di GnRH [6]. Studi condotti dalla University of Pittsburgh hanno osservato che la sintesi di kisspeptina viene stimolata dal primo bacio e innesca una cascata di reazioni ormonali che portano all attivazione dei fattori di rilascio ipotalamici e di conseguenza, all inizio della pubertà. 20

21 In effetti la sintesi di GnRH comincia già durante il periodo fetale e ciò influenza i livelli di gonadotropine durante le differenti età dell individuo. Ad esempio, i bambini mostrano quello che è definito periodo finestra durante i primi sei mesi di vita nel quale è possibile individuare una certa funzione gonadica; dopo questo periodo, i livelli di gonadotropine seriche si riducono fortemente ma possono essere identificati nuovamente con l inizio della pubertà [5]. Il legame del GnRH al suo recettore ipofisario induce la sintesi di gonadotropine da parte delle cellule gonadotrope, o cellule β, nell adenoipofisi. FSH e LH sono due glicoproteine costituite ciascuna da due catene polipeptidiche definite subunità α e subunità β [10]: la subunità α è identica per le due gonadotropine ed è la stessa che compone anche l ormone tireostimolante (TSH) e la gonadotropina corionica umana (hcg) mentre la subunità β differisce tra FSH e LH e garantisce la specificità di legame con il recettore, le differenti proprietà biologiche e l identificazione a scopo diagnostico ma l attività biologica delle gonadotropine è dovuta anche alla componente oligosaccaridica [7]. Il grado e la struttura di glicosilazione esprime differenti funzione, bioattività ed emivita per ogni glicoproteina, infatti è noto che le glicoproteine possono essere dotate di: 1. O-glicosilazione caratterizzata dal legame di un residuo di N-acetilgalattosamina (GalNAc) al gruppo carbossilico di un aminoacido tra serina e treonina [7]. 2. N-glicosilazione che è caratterizzata dal legame di un residuo di N- acetilglucosamina (GlcNAc) all estremità N-terminale di un asparagina (Asn) [7]. Gli oligosaccaridi terminano spesso con un residuo di acido sialico e/o con un gruppo di GalNAc solforilata e ciò influenza ulteriormente le caratteristiche delle molecole, infatti le isoforme ricche di solforilazioni vengono eliminate più velocemente dal circolo sanguigno rispetto alle isoforme meno solforilate a causa della loro affinità con il fegato; d altro canto, le molecole ricche di acido sialico presentano un emivita maggiore [7]. Nell uomo l effetto di FSH e LH sullo sviluppo delle cellule germinali è mediato da recettori per gli androgeni e per FSH accoppiati a proteine G e presenti rispettivamente sulle cellule di Leydig e sulle cellule del Sertoli sebbene queste ultime presentino sia i recettori per FSH sia i recettori per il testosterone perchè entrambe queste sostanze 21

22 stimolano l inizio della gametogenesi e sono necessarie per il mantenimento di una spermatogenesi quantitativamente normale. L FSH agisce all interno del tubulo seminifero in quanto regola la funzionalità delle cellule del Sertoli ma il suo legame con il recettore (FSH-r) attiva anche specifici geni che codificano per fattori di crescita coinvolti nella regolazione della funzione delle cellule di Leydig; in questo modo esso svolge quindi un azione diretta e indiretta sull induzione della spermatogenesi, in sinergia con LH e sul suo mantenimento [8]. Invece, LH stimola la secrezione di testosterone da parte delle cellule di Leydig e innesca lo sviluppo puberale maschile. Il testosterone è un ormone di tipo steroideo e come tale, viene sintetizzato tramite una cascata di eventi a partire dal colesterolo; tutte le tappe intermedie che caratterizzano la sintesi di testosterone si trovano sotto il controllo di LH e sono catalizzate in massima parte dagli enzimi del gruppo del citocromo P450 (CYP450) localizzati all interno delle cellule. La prima tappa del processo è rappresentata dall idrossilazione e scissione della catena carboniosa laterale del colesterolo che porta alla formazione del pregnenolone il quale fuoriesce poi dal mitocondrio e viene trasferito al reticolo endoplasmatico, dove subisce le successive modificazioni enzimatiche da parte del CYP450. Il pregnenolone è il precursore di tutti gli ormoni steroidei (mineralcorticosteroidei, glucocorticosteridei e steroidi sessuali) e la sua sintesi controlla l intero processo in quanto, anche in presenza di abbondante colesterolo, il proseguimento della via biosintetica è strettamente dipendente dall attività del CYP450. Nella biosintesi del testosterone il pregnenolone può seguire due differenti percorsi: 1. Via del pregnenolone. Dal pregnenolone viene ottenuto il 17αidrossipregnenolone che viene poi trasformato in deidroepiandrosterone da cui si ricava l androstenediolo e quindi, il testosterone. 2. Via del progesterone. In questo caso il pregnenolone viene trasformato in progesterone, questo viene convertito in 17α-idrossiprogesterone e infine si formano prima l androstenedione e poi il testosterone. 22

23 Via del progesterone Via del pregnenolone Figura 7. Via biosintetica del testosterone. Una volta formato, il testosterone viene riversato nel lume del tubulo seminale e nel circolo sanguigno attraverso il quale raggiunge i diversi organi bersaglio. In alcuni tessuti, come la prostata, i testicoli, i follicoli piliferi e le ghiandole surrenali, viene ulteriormente convertito in diidrotestosterone dall enzima 5α-reduttasi per svolgere le proprie funzioni androgene [2]. È importante ricordare che i livelli di testosterone intratesticolare sono circa 50 volte più alti rispetto ai livelli di testosterone sierico, infatti i recettori per gli androgeni nel testicolo normale raggiungono la saturazione [5]. Nel plasma gli ormoni steroidei viaggiano in massima parte legati a proteine di trasporto specifiche, dotate di elevata affinità, in particolare la sex hormone-binding globulin (SHBG) trasporta il 60% del testosterone circolante totale, il 38% è legato all albumina mentre solamente il 2% circola liberamente. Il testosterone libero rappresenta la forma biologicamente attiva dell ormone in quanto solo questo è in grado di interagire con i 23

24 recettori, invece la forma legata alle proteine plasmatiche costituisce un importante riserva ormonale [9]. Il testosterone prodotto dalle cellule di Leydig interagisce con il recettore per gli androgeni esposto sulle membrane delle cellule del Sertoli, entra nella cellula e si lega ad una proteina detta androgen-binding protein (ABP) agendo così per via paracrina. Nei tubuli seminiferi il testosterone svolge numerose funzioni [2]: Stimola la maturazione e la liberazione degli spermatozoi. Influenza lo sviluppo ed il mantenimento dei caratteri sessuali secondari, quali la crescita dei peli, l ampliamento della laringe e lo sviluppo muscolare e scheletrico. Consente lo sviluppo ed il mantenimento della libido. Esercita un meccanismo di feedback verso l ipotalamo e l ipofisi per regolare la secrezione di GnRH e delle gonadotropine. In realtà, nel mantenimento della vitalità delle cellule germinali, il ruolo del testosterone e dell FSH è operato in maniera sinergica, infatti nonostante la presenza di testosterone sia indispensabile per la maturazione degli spermatozoi, l FSH svolge un ruolo attivo nella progressione degli spermatogoni di tipo A in spermatogoni di tipo B. L asse ipotalamo-ipofisi-testicolo mantiene l equilibrio dinamico mediante un controllo a feedback negativo poiché sono proprio i prodotti finali di questo meccanismo a regolare la produzione dei fattori stimolanti a monte. Infatti, il testosterone secreto dalle cellule di Leydig ha effetti soppressori sia sul rilascio di gonadotropine ipofisarie sia sulla secrezione di GnRH dall ipotalamo poiché a questo livello interagisce con recettori specifici localizzati sui neuroni secernenti kisspeptina nel nucleo arcuato [5]. L'FSH invece, agendo sui recettori delle cellule del Sertoli, induce un meccanismo di trasduzione del segnale che porta alla produzione di inibina B, una glicoproteina costituita da due differenti subunità (α e β) unite da ponti disolfuro. L inibina B, come il testosterone, sopprime la secrezione ipofisaria di FSH ed è a sua volta inibita da esso, si forma così un circuito chiuso nel quale concentrazioni elevate di FSH, legandosi ai propri recettori sulle cellule del Sertoli, stimolano la produzione di inibina B viceversa, ridotte concentrazioni della gonadotropina bloccano il rilascio di inibina B. 24

25 Figura 8. Regolazione dell asse ipotalamo-ipofisi-testicolo. Si pensa inoltre che la funzione testicolare sia regolata anche da altri fattori [5]: 1. Molecole secrete dalle stesse cellule germinali che agiscono sulle cellule del Sertoli; 2. Estrogeni che possono legarsi ai recettori specifici scoperti nei dotti efferenti, nelle cellule del Sertoli e nella maggior parte delle cellule germinali; 3. Gli ormoni tiroidei che intervengono nel sviluppo delle cellule del Sertoli. 25

26 Lo spermatozoo maturo e il liquido seminale A conclusione del processo di spermatogenesi si ottiene una cellula altamente specializzata, lo spermatozoo che è costituito da tre elementi: la testa, il collo e la coda. La testa, ovale e appiattita, è la porzione più grande (diametro: 3 µm, lunghezza: 5µm) e contiene il nucleo condensato e l acrosoma; quest ultimo occupa i due terzi anteriori della testa e contiene una grande quantità di enzimi, tra i quali ialuronidasi, collagenasi, neuraminidasi, fosfolipasi A e acrosina, la cui esocitosi a contatto con gli involucri ovulari, definita reazione acrosomiale, è indispensabile per garantire l ingresso dello spermatozoo nella cellula uovo e quindi, l efficienza della fecondazione [1]. Il collo è la regione di articolazione tra la testa e la coda del gamete maschile e contiene nove colonne proteiche in connessione con le nove fibre esterne del segmento intermedio della coda. Infine la coda dello spermatozoo, lunga circa 55 µm, si compone di tre regioni [1]: 1. Segmento intermedio. È la porzione flagellare più spessa e più vicina alla testa, al suo interno è presente l assonema, costituita da una coppia di microtubuli centrali circondata da altre nove coppie periferiche: i microtubuli della coppia centrale sono circondati da una parete completa, mentre nelle coppie periferiche un microtubulo è completo e l altro è incompleto e si inserisce a C sul microtubulo adiacente, inoltre le coppie microtubulari esterne sono collegati mediante dei bracci laterali di dineina, una proteina ad attività ATP-asica responsabile della conversione dell energia chimica fornita dall ATP in energia meccanica. A livello del segmento intermedio della coda l assonema è circondata dalle fibre dense esterne e dalla guaina mitocondriale. Le prime si ritengono responsabili del mantenimento della struttura elastica passiva che rende possibile la curvatura del flagello e della protezione del gamete durante il suo transito nell epididimo (Baltz et al. 1990) mentre la guaina mitocondriale risulta fondamentale per garantire il continuo apporto di ATP necessario al movimento. Il segmento intermedio termina in una struttura ad anello definita anello di Jensen, o disco terminale, il quale impedisce lo spostamento dei mitocondri 26

27 verso la regione più caudale; inoltre, è proprio a questo livello che si interrompono due delle nove fibre dense esterne. 2. Segmento principale. È il tratto intermedio della coda ed anche il più lungo (45 µm), è provvisto, oltre di sette fibre dense esterne, di una guaina fibrosa che conferisce stabilità alla struttura flagellare. 3. Segmento terminale. È l ultima regione del flagello ed è costituito solamente dall assonema circondato dal plasmalemma. Figura 9. Parti principali di uno spermatozoo umano maturo. Una volta maturi gli spermatozoi sono sospesi nelle secrezioni del testicolo e dell epididimo, a cui si aggiunge al momento dell eiaculazione, la secrezione della prostata, delle vescicole seminali e delle ghiandole bulbo-uretrali. Il prodotto finale è il liquido seminale, un fluido viscoso composto quindi dal plasma germinale, contenente sia componenti organici sia componenti inorganici e dai gameti che rappresentano la componente cellulare. Il plasma germinale consente la protezione e la nutrizione degli spermatozoi durante il trasporto alle vie genitali femminili, infatti è costituito da proteine, lipidi, 27

28 prostaglandine, ormoni, ioni, acido citrico, fruttosio, vitamina C, numerosi enzimi, zinco, carnitina e molte altre sostanze [2]. Ognuna di queste componenti svolge una specifica funzione: Il fruttosio e la carnitina sono coinvolti nel metabolismo e nella motilità degli spermatozoi, in particolare il primo è utilizzato come fonte di energia mentre l altra viene impiegata per la produzione di energia. Diversi enzimi proteolitici, insieme con l acido citrico, si occupano della liquefazione del liquido seminale. I lipidi proteggono le membrane degli spermatozoi dalle variazioni ambientali e possono anche rappresentare un ulteriore fonte di energia. Lo zinco possiede funzione battericida diretta e indiretta e stabilizza la cromatina degli spermatozoi. I bicarbonati svolgono la funzione di tamponi neutralizzando l acidità dell ambiente vaginale. Il muco aumenta la mobilità degli spermatozoi lungo le vie genitali femminili. Le prostaglandine sono infine coinvolte nella soppressione della risposta immunitaria femminile contro gli spermatozoi. 28

29 La fecondazione La fecondazione rappresenta il momento fondamentale della riproduzione sessuale in quanto permette la sopravvivenza della specie mediante la fusione dei due diversi gameti, lo spermatozoo e la cellula-uovo; da questo processo casuale avrà origine lo zigote, cioè la cellula da cui si svilupperà il nuovo individuo [10]. Nella specie umana e nei Mammiferi in generale, la fecondazione è interna perché avviene all interno dell apparato genitale femminile in seguito ad una serie di meccanismi che permettono il contatto tra i due gameti. Per poter descrivere opportunamente questo processo è però necessario trattare brevemente il percorso del gamete femminile, l oocita, dalla gonade fino alla sede di fecondazione. Il gamete femminile, a differenza dello spermatozoo, durante le fasi di maturazione si presenta avvolto da diversi strati cellulari di origine gonadica implicate non soltanto nel nutrimento dell oocita ma anche nella secrezione di estrogeni. L insieme di queste cellule costituisce il follicolo ovarico al cui interno, durante la fase follicolare del ciclo ovarico, l oocita completa la prima divisione meiotica, cominciata durante il periodo embrionale e intraprende la seconda divisione meiotica che verrà interrotta alla metafase allo stadio di oocita secondario. L oocita secondario viene espulso dall ovaio durante la fase di ovulazione del ciclo ovarico in seguito alla stimolazione operata dal rilascio delle gonadotropine ipofisarie e follicolari. Poiché la meiosi non è stata ancora portata a termine e la citodieresi della prima divisione meiotica è asimmetrica, oltre all oocita secondario che costituirà poi il gamete femminile viene espulsa anche un altra piccola cellula definita corpuscolo polare, o polocita primario. L emissione dell oocita secondario e del corpuscolo polare consente anche la formazione degli involucri ovulari che derivano dalle cellule follicolari e rivestono ruoli molto importanti per la protezione e la maturazione del gamete; nei Mammiferi essi sono così costituiti: Zona pellucida. È una struttura di aspetto reticolare strettamente associata alla membrana plasmatica dell oocita e costituita da tre componenti glicoproteici (ZP1, ZP2 e ZP3) organizzati diversamente per formare una zona superficiale, o strato esterno, con fibre più lasse per garantire il contatto con lo spermatozoo ed una zona profonda, o strato interno, con fibre più compatte e regolari coinvolta 29

30 nei processi molecolari che portano all attivazione dell oocita in seguito alla fecondazione. Cumulo ooforo. È formato da cellule ad azione steroidogenica immerse in un materiale mucoso ricco di acido ialuronico. Corona radiata. Pur presentando un origine comune a quelle del cumulo ooforo le cellule della corona radiata svolgono azioni differenti, infatti esse mantengono un microambiente sano e favorevole alla fecondazione ed alle prime fasi dello sviluppo embrionale ed inoltre operano una fagocitosi nei confronti degli spermatozoi per limitare il numero di gameti maschili che giungono a contatto con l oocita secondario. Figura 10. Meiosi per la formazione del gamete femminile. Maturazione del follicolo ovarico all interno della gonade femminile. In seguito all emissione dell oocita secondario le cellule follicolari rimaste all interno dell ovaio costituiscono il corpo luteo che mantiene la funzione steroidogenica: se l oocita viene fecondato il corpo luteo si accresce e prende il nome di corpo luteo gravidico aumentando la sua produzione di ormoni fino alla 20 a settimana di gestazione, successivamente la sua funzione sarà sostituita dalla placenta; se invece la fecondazione non ha luogo il corpo luteo degenera formando il corpo luteo mestruale e viene riassorbito durante la mestruazione. L oocita secondario espulso dall ovaio durante l ovulazione viene accolto dalle fimbrie digitiformi della tuba di Falloppio e condotto, mediante il movimento delle ciglia che ricoprono la mucosa tubarica e i movimenti peristaltici della sua muscolatura, alla parte più ampia della tuba, detta ampolla che costituisce la sede della fecondazione infatti è 30

31 proprio in questo punto delle vie genitali femminili che l oocita incontrerà lo spermatozoo. Figura 11. Sezione frontale dell apparato genitale femminile. 1. Cavità vaginale; 2. Canale cervicale del collo dell utero; 3. Miometrio; 4. Endometrio; 5. Porzione intramurale della tuba uterina; 6. Istmo della tuba; 7. Porzione ampollare della tuba; 8. Padiglione (o infundibulum)con le fimbrie; 9. Sezione dell ovaio. Al termine della loro maturazione all interno del testicolo, gli spermatozoi subiscono una serie di modificazioni, prima all interno delle vie genitali maschili poi anche durante il percorso nelle vie genitali femminili, che li rendono capaci di fecondare la cellula-uovo. Le prime trasformazioni necessarie per garantire la fecondazione da parte degli spermatozoi sono a carico dell epididimo, infatti al termine del processo di spermioistogenesi gli spermatozoi vengono trasportati all epididimo mediante movimenti peristaltici del tubulo perché sono ancora immobili. Nel giro di pochi giorni il sistema flagellare viene attivato e il gamete maschile diviene mobile. Inoltre, come già accennato precedentemente, la parete dell epididimo è in grado di secernere diverse sostanze di natura proteica che, rimanendo legate alla membrana plasmatica del gamete fino al momento della fecondazione, in parte presentano un azione decapacitante in quanto impediscono che la reazione acrosomiale si scateni troppo precocemente mentre altre permettono il riconoscimento con la zone pellucida o la membrana plasmatica dell oocita. 31

32 Infine, le ghiandole sessuali accessorie (vescichette seminali, prostata e ghiandole bulbouretrali) secernono il liquido seminale che garantisce nutrimento e protezione agli spermatozoi assicurando così le condizioni ottimali per la loro sopravvivenza e facilitandone il trasferimento fino al fondo della vagina al momento dell eiaculazione. Durante un rapporto sessuale circa 200 milioni di spermatozoi vengono depositati in vagina a contatto con il muco cervicale, una secrezione glicoproteica viscosa prodotta dal collo dell utero che favorisce il movimento degli spermatozoi verso l utero [3]. Fin da questo primo momento viene attuata una selezione dei gameti più mobili, quindi più idonei, mentre gli spermatozoi che non riescono a penetrare nell utero sono rapidamente degradati dal ph acido dell ambiente vaginale. Il movimento degli spermatozoi verso l utero e da qui verso l ampolla della tuba uterina, sede della fecondazione, è fortemente agevolato dalle contrazioni della parete muscolare delle vie genitali femminili e da diversi fattori presenti nel liquido seminale, quali [3]: Vescicolasi, prodotta dalle vescichette seminali, coagula una parte dell eiaculato formando così un tappo che impedisce il reflusso degli spermatozoi in vagina. Prostaglandine stimolano la motilità uterina. Fruttosio rappresenta la fonte di energia degli spermatozoi. Durante la risalita lungo le vie genitali femminili gli spermatozoi, non ancora fecondanti, subiscono il processo di capacitazione. Questo importante evento comporta una serie di reazioni a carico delle strutture presenti nella membrana degli spermatozoi che non modificano l aspetto morfologico dei gameti ma li rendono adatti a fecondare l oocita. In realtà, gli eventi molecolari alla base della capacitazione non sono ancora stati chiariti completamente (Saling, 1989; Storey e Kopf, 1991), tuttavia si ritiene che tre azioni molecolari siano importanti: 1. Alterazione della fluidità della membrana plasmatica mediante variazioni nella composizione lipidica durante la capacitazione la concentrazione di colesterolo nella membrana plasmatica dello spermatozoo diminuisce (Davis, 1981), inoltre è stato scoperto che proprio l albumina e la proteina 1 di trasporto dei lipidi, contenute nel siero delle vie genitali femminili, sono responsabili di questa rimozione (Langlais et al., 1988; Ravnik et al., 1992). 32