spermatogènesi
Indice
Lessico
sf. [spermato-+genesi]. Processo attraverso il quale avviene la produzione degli elementi germinali maschili o spermatozoi.
Fisiologia umana
Lo sviluppo morfologico degli spermatozoi nei Vertebrati superiori si compie nei tubuli seminiferi del testicolo, le cui pareti sono costituite da un epitelio (epitelio germinativo) formato da più strati di cellule. Procedendo dalla periferia verso l'asse del tubulo, l'epitelio germinativo presenta i diversi stadi di maturazione dei gameti maschili: spermatogoni, spermatociti di primo e di secondo ordine, spermatidi, spermatozoi. Nell'uomo gli spermatozoi maturi si trovano addossati alla parte apicale di cellule di grandi dimensioni poste nel lume del tubulo, le cellule del Sertoli, disposte radialmente nell'epitelio germinale. Le cellule germinali non differenziate, gli spermatogoni, cominciano a suddividersi all'epoca della pubertà per mitosi sotto l'influenza dell'ormone follicolostimolante. Dalla divisione di uno spermatogonio si formano due cellule figlie, di cui una (spermatogonio A) possiede i geni per ripetere la struttura e l'evoluzione dell'elemento di origine, mentre l'altra (spermatogonio B) si trasforma in spermatocita primario. Lo spermatocita primario si suddivide per meiosi generando due elementi con numero aploide di cromosomi o spermatociti secondari; questi appaiono come grosse cellule poligonali, con grande nucleo provvisto di filamenti cromatinici bene evidenti per l'intensa attività cariocinetica che in essi si svolge. Gli spermatociti secondari si dividono successivamente per mitosi dando vita ognuno di essi a due spermatidi aploidi di uguale dimensione, cellule ricche di citoplasma che si ammassano a formare parecchi strati epiteliali nella parete del tubulo. Senza ulteriori suddivisioni gli spermatidi si trasformano progressivamente in spermatozoi, la cui completa maturazione viene raggiunta non a livello del testicolo, bensì nell'epididimo, dove essi sono convogliati dall'epitelio ciliare dei dotti deferenti. Il processo differenziativo che porta dallo spermatidio allo spermatozoo comporta il riassorbimento di gran parte del citoplasma dello spermatidio, la contrazione del nucleo che diventa il capo dello spermio, la formazione dell'acrosoma (sorta di cappuccio contenente enzimi litici utili durante la penetrazione dello spermatozoo nella cellula uovo) e la formazione della coda o filamento assile. Si può dunque distinguere nel processo della spermatogenesi una prima fase, caratterizzata dalla meiosi e dalla moltiplicazione cellulare, che porta alla formazione di elementi con numero di cromosomi ridotto a metà, e una seconda fase di differenziazione delle cellule germinali in spermatozoi. Questi si staccano infine dall'epitelio seminifero e passano nell'epididimo dove, a completamento del processo maturativo, acquistano la tipica mobilità e quindi la capacità fecondante. La trasformazione degli spermatogoni in spermatozoi, che nell'uomo avviene in un tempo di 60 giorni circa, è un processo continuo che non ha tendenza a interrompersi con l'avanzare dell'età. In questo si differenzia dall'ovogenesi, che è un processo ciclico mensile limitato allo stretto periodo sessuale (in media 35 anni). Va tuttavia rilevato che il rallentamento dell'attività mitotica cellulare che si verifica ordinariamente in età senile si riflette anche sullo sviluppo maturativo degli elementi germinali, che in questa fase tende ad arrestarsi allo stadio di spermatocita primario. La spermatogenesi può essere inibita con meccanismo diretto, cioè mediante sostanze che agiscono sulle cellule germinali dei tubuli seminiferi bloccando, a uno o più stadi, il processo del loro sviluppo morfologico, oppure con meccanismo indiretto, cioè attraverso il blocco della secrezione ipofisaria della gonadotropina follicolostimolante. In questo secondo caso, assieme alla spermatogenesi, viene inibita l'attività ormonale del testicolo.
Fisiologia vegetale
Nei vegetali inferiori i gameti maschili sono generalmente mobili (anterozoi) e vengono prodotti in appositi gametangi con modalità diverse secondo il gruppo considerato; nelle piante superiori sono invece immobili e vengono a differenziarsi all'interno del granulo pollinico o nel budello pollinico, durante le prime fasi di germinazione del polline, per divisione in due del nucleo generativo.
Farmacologia
La ricerca di sostanze capaci di inibire la spermatogenesi nell'uomo ha acquistato crescente interesse negli ultimi anni nella prospettiva di poter attuare il controllo chimico del concepimento mediante anticoncezionali maschili. Attualmente si distinguono inibitori reversibili e irreversibili della spermatogenesi, secondo che il danno testicolare da essi indotto regredisca o meno con la sospensione del trattamento. Potenti inibitori irreversibili della spermatogenesi sono i sali di cadmio e l'acido erucicosostanza naturale contenuta nell'olio di colza. Piccole quantità di cloruro di cadmio, iniettate nell'animale di laboratorio, provocano già entro un'ora dalla somministrazione alterazioni massive a carico dei tubuli seminiferi e del sistema vascolare del testicolo. Gli inibitori reversibili comprendono composti nitrofuranosimili, agenti alchilanti e antimetaboliti. Il primo gruppo è costituito da sostanze con struttura chimica eterogenea (nitrofurani, diammine, dinitropirroli ecc.) aventi in comune la proprietà di bloccare la spermatogenesi a livello dello spermatocita primario, senza esercitare influenze sfavorevoli sulla funzione ormonale del testicolo e sull'attività gonadotropa ipofisaria. Quando si interrompe la somministrazione di queste sostanze, il processo maturativo degli elementi germinali riprende in modo normale. Agenti antispermatogenetici molto attivi sia nell'animale di laboratorio sia nell'uomo sono le 3-bis-cloro-acetildiammine, alogenoderivati organici che esercitano effetti piuttosto selettivi sul trofismo dei tubuli seminiferi. La loro azione antifecondativa si ha rapidamente in seguito a somministrazione orale, a differenza di quella di altri composti dello stesso gruppo che richiede diverse settimane di trattamento. In soggetti volontari che hanno assunto a scopo sperimentale queste diammine alogenate la spermatogenesi è tornata normale dopo 3 mesi ca. dalla sospensione del trattamento. Effetti inibitori selettivi sull'evoluzione dello spermatocita primario sono stati dimostrati anche per alcuni derivati del dinitropirrolo, come l'α-dietilcarbammilmetil 2,4-dinitropirrolo. Tuttavia, nessuno dei composti studiati si è rivelato completamente innocuo e costantemente efficace, elementi indispensabili ai fini dell'applicazione pratica. Ciò vale anche per gli agenti alchilanti e per gli antimetaboliti, i cui effetti inibitori sulla spermatogenesi risultano troppo aspecifici. Infatti, alle dosi necessarie per deprimere l'attività germinativa, questi farmaci danneggiano il midollo emopoietico, la mucosa del tratto gastroenterico e ogni altro stipite cellulare proliferante. Tali fenomeni assieme ai potenziali effetti mutageni e cancerigeni degli agenti alchilanti precludono la loro applicazione in campo umano per il controllo del concepimento. Meno tossici sono, senza dubbio, i composti che inibiscono indirettamente la spermatogenesi bloccando la secrezione delle gonadotropine ipofisarie: gli estrogeni, i progestinici e i loro derivati sintetici. Tuttavia, dato il meccanismo d'azione di queste sostanze, non è possibile arrestare con esse l'evoluzione maturativa delle cellule germinali maschili senza deprimere contemporaneamente la funzione endocrina del testicolo. Una possibile soluzione potrebbe essere la somministrazione associata di un agente progestinico e di un androgeno, allo scopo di bloccare, mediante il progestinico, la secrezione di gonadotropine e la spermatogenesi, e di prevenire, con l'androgeno, le alterazioni a carico della sfera sessuale. In conclusione, nessuno degli agenti chimici oggi conosciuti come antispermatogenetici possiede i requisiti necessari ai fini dell'utilizzazione come contraccettivo maschile, cioè l'efficacia, la semplicità di impiego, l'accettabilità, la reversibilità dell'azione e la mancanza di tossicità; tuttavia si ritiene che il controllo farmacologico del concepimento nell'uomo potrà essere realizzato entro un arco di tempo non eccessivamente lontano.
Bibliografia
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