Spermatogenesi: come avviene la formazione degli spermatozoi?

Le differenze tra spermatogenesi e ovogenesi sono diverse ma quello che qui ci interessa è comprendere come si formano gli spermatozoi anche perché anomalie e disturbi di questo processo possono portare a infertilità maschile o a difetti congeniti.

Concepimento

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Cos’è la spermatogenesi?

La spermatogenesi è la produzione di sperma dalle cellule germinali primordiali.

Propriamente, spiega nel dettaglio questo studio pubblicato su Frontiers, si tratta del processo di differenziazione cellulare che assicura la produzione di spermatozoi fertilizzanti, ovvero quelli capaci di fecondare un ovulo per giungere alla formazione di uno zigote.

Come avviene la formazione degli spermatozoi?

Il processo di produzione degli spermatozoi, spiega la Società Italiana di Andrologia e Medicina della Sessualità (SIAMS), avviene all’interno del parenchima testicolare. I testicoli, aggiunge questo studio, sono composti da numeri tubuli seminiferi, strutture sottili e avvolte su sé stesse, all’interno dei quali avviene la spermatogenesi.

Le pareti dei tubuli, infatti, contengono molte cellule (tra cui le cellule di Sertoli) che forniscono agli spermatozoi immaturi i nutrienti e i prodotti sanguigni.

Le cellule germinali presenti all’interno dell’epitelio delle pareti dei tubuli seminiferi aumentano maggiormente tra i 3 e i 6 mesi di vita dopo la nascita anche se l’attività proliferative si mantiene fino alla pubertà. È in questo momento che si avvia la spermatogenesi con le cellule germinali che migrano a ridosso della membrana basale dei tubuli.

Le tappe del processo

Il processo di formazione degli spermatozoi dura circa 74 giorni e si struttura in tre fasi:

1. la prima è quella di proliferazione mitotica nella quale sono coinvolti diversi tipi cellulari (spermatogoni);
2. la seconda è quella meiotica nella quale gli spermatociti permettono la ripartizione del genoma con tutti i processi collegati alla ricombinazione genetica (crossing-over);
3. la terza fase è invece quella di differenziazione cellulare che porta alla formazione dello spermatozoo maturo.

Per poter fecondare, infatti, lo spermatozoo deve maturare e il processo di maturazione, detto spermiogenesi, comporta diversi cambiamenti nella forma e nella conformazione dello spermatozoo.

Giunto a questo punto, lo spermatozoo assume la forma con una testa e una coda; la testa è ricoperta dall’acrosoma che si rivela importante per aiutare lo spermatozoo a entrare nell’ovulo, mentre all’estremità opposta è collegata la coda, che è composta da un lungo e sottile fascio di filamenti che hanno lo scopo, tramite il loro movimento ondulatorio, di spingere lo spermatozoo.

Una volta maturato lo spermatozoo viene trasportato e immagazzinato nell’epididimo dei testicoli dove rimane fino al momento di lasciare il corpo maschile con l’eiaculazione.

Perché il processo di maturazione si svolga correttamente è necessario il coinvolgimento di molte molecole (prevalentemente di tipo ormonale) che svolgono ruoli fondamentali per la preservazione della fertilità maschile. La spermatogenesi è regolata da fatto ormonali prodotti a livello testicolare e a livello ipotalamo-ipofisario e da un certo numero di geni.

I problemi nella spermatogenesi

Sono diversi i disturbi che possono interferire con la spermatogenesi e, come segnalato in questo studio, avvengono molto frequentemente in quanto spesso vi è una perdita di cellule germinali.

Si stima che il potenziale spermatogenico accessibile per la riproduzione sia solamente del 12% in quanto il 75% delle cellule germinali sviluppate va incontro a degenerazione o aptosi; del restante 25% che raggiunge l’eiaculato il 50% è malformato.

Va inoltre considerato come negli ultimi anni radiazioni, farmaci, ormoni e altre condizioni prenatali (compreso l’aumento delle temperature visto che la spermatogenesi è efficace a 34°C) hanno ridotto le concentrazioni di spermatozoi negli eiaculati di uomini sani. La conseguenza è una riduzione della spermatogenesi.

Il Manuale MSD riporta due tipologie di problemi nella spermatogenesi: nella quantità o nella qualità. I difetti nella quantità sono l’oligozoospermia (troppi pochi spermatozoi) o l’azoospermia (nessuno spermatozoo nel liquido seminale) mentre quelli nella qualità sono la teratozoospermia (presenza di spermatozoi malformati) o l’astenozoospermia (bassa concentrazione di spermatozoi mobili nell’eiaculato).

Vi è anche la necrozoospermia che riguarda la presenza di spermatozoi non vitali nell’eiaculato.

I problemi nella spermatogenesi possono verificarsi per diversi motivi:

• malattie endocrine (ipotiroidismo, iperprolattinemia, eccetera);
• patologie genetiche (fibrosi cistica, microdelezioni di parti del cromosoma Y, eccetera);
• malattie genitourinarie (varicocele, atrofia testicolare, infezioni, criptorchidismo, eccetera);
• esposizione a elevate temperature;
• febbre;
• assunzione di farmaci e sostanze (abuso di alcol, uso di cannabis, androgeni e steroidi anabolizzanti, assunzione prolungata di aspirina, eccetera);
• esposizione a tossine (pesticidi, metalli pesanti, ftalati, eccetera).

Per quanto non strettamente collegate con la formazione degli spermatozoi (quindi con la spermatogenesi) bisogna considerare le alterazioni dell’emissione di spermatozoi (eiaculazione retrograda, ostruzione dei dotti, eccetera) e la disfunzione erettile che possono essere causa di infertilità.

Come affrontare e prevenire i problemi

È importante innanzitutto avere consapevolezza della possibilità di avere disturbi della spermatogenesi. Per quanto di per sé asintomatici (se non per alcune cause) possono essere alla base del non riuscire ad avere una gravidanza.

Nel caso in cui si sospettasse una condizione di questo tipo è necessario ricorrere a un approfondimento medico specialistico che si basa essenzialmente sull’esame del liquido seminale (tra cui lo spermiogramma) e laddove necessario sui test genetici. A seconda della causa si valuta l’adeguata terapia (farmacologica, per esempio, nelle infezioni) volta a consentire una corretta formazione degli spermatozoi.

In alcuni casi (specialmente quelli di problemi nell’emissione di spermatozoi) si può ricorrere alle tecniche di riproduzione assistita (come la FIVET o l’ICSI) che prevedono il prelievo e la selezione dello spermatozoo per consentire la fecondazione.

La prevenzione dei problemi con la spermatogenesi passa dal seguire uno stile di vita sano (alimentazione equilibrata, regolare esercizio fisico, evitare il fumo e l’abuso di alcol, mantenimento del peso corporeo, riduzione dello stress e limitazione dell’esposizione al calore) e dall’effettuare frequenti controlli medici per individuare precocemente (e trattare) disturbi e condizioni che possono alterare la formazione degli spermatozoi.