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Riproduzione sessuata
iscono solo il 5% del liquido seminale che per il 95%
è costituito da plasma seminale, contenente secrezio-
ni della prostata, delle vescicole seminali, delle ghian-
dole bulbo-uretrali.
La piena capacità fecondante degli spermatozoi
sarà acquisita nelle vie genitali femminili, sede della
capacitazione
. Tale processo prevede numerosi cam-
biamenti strutturali e biochimici a carico degli sper-
matozoi. Durante la capacitazione, la fluidità della
membrana plasmatica aumenta grazie alla rimozione
di colesterolo; la membrana plasmatica subisce, inol-
tre, un totale rimodellamento cambiando il suo con-
tenuto glicoproteico e lipidico. Aumenta il pH citoso-
lico e diverse proteine dello spermatozoo sono fosfo-
rilate a livello di residui di tirosina. Tali modifiche
comportano lo “smascheramento” di recettori sulla
superficie cellulare che aiutano gli spermatozoi ad in-
teragire con la zona pellucida (come sarà dettagliato
in seguito). Aumenta, inoltre, la motilità cellulare e lo
spermatozoo è pronto a subire la reazione acrosomia-
le, sotto opportuni stimoli.
Controllo endocrino, paracrino, autocrino
della spermatogenesi
La spermatogenesi è finemente controllata da un
complicato network di regolatori che agiscono sia a
livello del sistema nervoso centrale, sia localmente
nel testicolo (vedi Cap. 4).
L’ipotalamo, disposto ventralmente al diencefalo,
contiene neuroni secernenti l’ormone di rilascio delle
gonadotropine o
GnRH
, un
decapeptide
con una
struttura altamente conservata nelle varie classi di
vertebrati. Numerose forme molecolari sono state
isolate e studiate.
Le cellule gonadotrope dell’adenoipofisi, provviste
di recettore per il GnRH, sono il principale target di
questo ormone che stimola, a sua volta, il rilascio del-
le gonadotropine: l’
ormone
follicolo
stimolante
(o
FSH
) e l’
ormone
luteinizzante
(o
LH
). Attraverso il
circolo sanguigno, FSH ed LH arrivano al testicolo,
dove stimolano la spermatogenesi e la steroidogenesi.
In particolare, l’FSH controlla l’attività delle cellule
del Sertoli che sono stimolate a secernere numerose
sostanze tra cui: la
proteina
legante gli androgeni
(ABP,
Androgen Binding Protein
) che lega testosterone e dii-
drotestosterone (DHT), così da aumentarne la con-
centrazione a livello tubulare favorendone il giusto
apporto per il completamento della spermatogenesi;
il fattore neurotrofico derivato da una linea di cellule
gliali (GDNF), che induce la proliferazione degli
spermatogoni indifferenziati; l’inibina B responsabile
di inibire selettivamente la secrezione ipofisaria di
FSH con un meccanismo di feedback negativo; l’atti-
vina con funzione opposta all’inibina.
L’LH stimola la produzione di testosterone da parte
delle
cellule di Leydig
(
Figura 7.5
). Tali cellule, gene-
ralmente organizzate in cluster, costituiscono la mag-
giore componente endocrina del testicolo. Esse pre-
sentano un abbondante reticolo endoplasmatico li-
scio e numerosi mitocondri. Sono state scoperte nel
1850 dallo scienziato tedesco Franz Leydig, come le
cellule responsabili della sintesi di androgeni. Tali or-
moni controllano la produzione di spermatozoi, lo
sviluppo dei caratteri sessuali secondari, così come lo
sviluppo dello scheletro e della muscolatura. Median-
te meccanismi di feedback negativo, il testosterone, il
principale androgeno, inibisce la secrezione ipotala-
mica del GnRH.
Accanto alla comunicazione endocrina appena de-
scritta, la spermatogenesi è fortemente influenzata da
meccanismi di regolazione di tipo autocrino/paracri-
no (vedi Cap. 4). I bioregolatori locali devono, quindi,
essere prodotti
in
loco
(direttamente nel testicolo) ed
agire
in
loco
attraverso specifici recettori. L’azione in-
tragonadica del testosterone è un tipico esempio di
regolazione autocrina e paracrina. Infatti, in seguito
alla sua produzione da parte delle cellule di Leydig
sotto lo stimolo dell’LH, il testosterone è in grado di
regolare direttamente l’attività delle cellule che lo
hanno prodotto attraverso meccanismi di tipo auto-
crino (le cellule del Leydig sono provviste di recettori
per gli androgeni). Il testosterone prodotto dalle cel-
lule del Leydig controlla anche l’attività delle cellule
del Sertoli e delle
cellule peritubulari mioidi
(cellule
che rivestono esternamente il tubulo seminifero la cui
contrazione facilita la spermiazione) attraverso mec-
canismi, quindi, di tipo paracrino.
Nel testicolo dei mammiferi sono presenti due po-
polazioni di cellule di Leydig: fetali e adulte, le prime
permangono nel testicolo post-natale, le seconde
hanno il compito principale di produrre testosterone,
a partire dal colesterolo. Se tradizionalmente il testo-
sterone è stato considerato un ormone esclusivamen-
te maschile, gli estrogeni sono risultati la controparte
ormonale femminile. A partire dal 1930, numerosi
studi dimostrano che alte dosi di estrogeni sono in
grado di indurre malformazioni del tratto riprodutti-
vo maschile. In realtà, l’estradiolo, il principale estro-
geno, è prodotto nel testicolo sia dalle cellule di
Leydig, sia dalle cellule germinali. I recettori degli