Spermatogenesi - biologia cellulare

[!hook=wikiSideBarTop!]ht[!endhook]La spermatogenesi è il processo di biosintesi degli spermatozoi ed avviene nelle gonadi maschili. La spermatogenesi è un evento ciclico che inizia al raggiungimento del raggiungimento della pubertà che, proseguendo lungo le fasi della crescita, rappresenta anche il punto di maturità sessuale.

Le cellule che daranno origine agli spermatozoi fanno parte della cosiddetta "linea basale" e rappresentano delle cellule staminali indifferenziate. Dal punto di vista biologico, durante la spermatogenesi, avviene una divisione cellulare per mitosi e una successiva divisione per meiosi di un gruppo di staminali. Gli spermatozoi, per questa ragione, derivano da cellule staminali che si differenziano in continuazione e "maturano" all'interno del testicolo.

La cellula staminale iniziale ha il nome di spermatogonio e per mitosi si divide in due cellule. La prima è uno spermatocita differenziato mentre la seconda, per garantire il ricambio della base cellulare staminale, mantiene i caratteri di spermatogonio.

Si sono avanzate altre ipotesi sulla differenziazione cellulare alcune delle quali propongono che la cellula staminale si divida, con dei meccanismi ancora da spiegare, in due spermatogoni oppure in due cellule staminali. La sinergia tra un tipo di divisione oppure tra un altro dovrebbe mantenere più o meno costante il quantitativo di cellule staminali. Questa teoria, che vale anche per altri sistemi dove si assiste alla divisione cellulare di cellule staminali, non è molto accreditata e necessita di ulteriori riscontri scientifici.

Lo spermatocita primario è differente dallo spermatogonio ed entra nel processo di meiosi. La prima fase è di tipo riduzionale e pertanto lo spermatocita primario, che è diploide, si divide in due spermatociti secondari aploidi che, in altre parole, contengono metà del patrimonio genetico dello spermatocita primario. Lo spermatocita secondario appena formato è ancora in fase di meiosi e con la seconda divisione, che non è riduzionale dal punto di vista del patrimonio genetico, si divide in due spermatidi. Riassumendo quanto appena detto: la meiosi dello spermatocita primario genera due spermatociti secondari aploidi i quali, a loro volta, si dividono per formare due spermatidi secondari e in tutto alla fine della meiosi si contano quattro spermatidi.

Maturazione degli spermatidi

Ogni spermatidio è poi "raffinato" all'interno della gonade poiché non è ancora capace di sostenere gli eventi della fecondazione. La raffinazione è da intendersi come un processo più o meno lungo, a seconda della specie, volto a costruire e consolidare la struttura del futuro spermatozoo che, per poter compiere il proprio lavoro, necessita di particolari elementi non presenti negli spermatidi.

Negli esseri umani, ad esempio, la maturazione degli spermatozoi avviene grazie al supporto delle cellule del Sertoli che, oltre ad avere una azione trofica, mediano i processi finali di sviluppo dei gameti maschili.

Allo stadio finale lo spermatozoo presenta una struttura particolare. Dal punto di vista morfologico lo spermatozoo dei vertebrati è formato da una testa, da un corpo e da una coda flagellare. La testa possiede una vescicola ricca di sostanze utili a digerire il breve tratto della parete dell'ovulo e prende il nome di acrosoma. Il corpo appare privo di citoplasma e presenta un nucleo molto evidente con dei filamenti di RNA che hanno il compito di operare la sintesi delle proteine una volta formato lo zigote. La coda è attaccata al corpo ed ha il compito di flettersi per generare il movimento che serve allo spermatozoo a compiere piccoli cammini all'interno delle vie genitali femminili o, in altri casi, nel microambiente dove viene espulso. Per potersi muovere lo spermatozoo ha bisogno di energia che ricava dai mitocondri sparsi nel corpo e nella coda.

Gli spermatozoi degli invertebrati possono assumere forme molto diverse e, in alcuni casi, si discostano visibilmente rispetto allo schema testa-corpo coda poiché appaiono con forme particolari come quelle tentacolate.

Alcune anomalie a carico degli spermatozoi possono limitare la capacità degli stessi di muoversi e risalire le vie genitali femminili per l'incontro con l'ovulo.

Controllo ormonale della spermatogenesi

La spermatogenesi è sotto stretto controllo di due ormoni: il testosterone (ormone sessuale) e l'FSH. Il testosterone è prodotto dalle cellule di Leydig, in un processo direttamente controllato dalla concentrazione dell'LH. L'FSH è, invece, prodotto dalle cellule dell'ipofisi.

Spermatogenesi e fertilità

La spermatogenesi è direttamente collegata alla fertilità maschile. La capacità di procreare è possibile soltanto se i processi di biosintesi delle cellule seminali sono efficienti e producono spermatozoi con le seguenti caratteristiche:

• Vitalità.
• Motilità.
• Numero.

L'alterazione di una di queste caratteristiche inficia sulla fertilità. Uno spermatozoo non vitale, o incapace di muoversi, non può raggiungere l'ovulo e fecondarlo. Allo stesso modo, un ridotto numero di spermatozoi può limitare la possibilità di concepimento giacché abbassa il numero potenziale di cellule spermatiche capaci di raggiungere e fecondare l'ovocita.