spermatozoo

Struttura degli spermatozoi e anomalie morfologiche e funzionali

Lo spermatozoo è la cellula riproduttrice maschile; è lungo circa 65 μm ed è formato da tre parti principali: la testa, il collo e la coda.

Testa

La testa di uno spermatozoo è lunga ca. 5÷10 μm ed è occupata quasi interamente dal nucleo cellulare, a sua volta costituito da cromatina condensata e da un numero variabile di aree più chiare, formate da cromatina dispersa. La notevole condensazione della cromatina, resa possibile dalla presenza di un tipo di proteina nucleare (protammina) ricca di arginina, permette una riduzione delle dimensioni nucleari e facilita il moto degli spermatozoi e l’inattività del genoma. La membrana nucleare è sprovvista di pori. I due terzi anteriori del nucleo sono circondati dal cappuccio acrosomico, una vescicola appiattita contenente glicoproteine ed enzimi idrolitici derivata dall’apparato di Golgi, la cui funzione è quella di favorire la penetrazione dell’uovo durante la fertilizzazione, mediante la reazione acrosomiale.

Collo

Il collo è un segmento molto corto e presenta un diametro leggermente maggiore della coda. Contiene i resti dei centrioli, una quantità variabile di citoplasma e una placca basale di materiale denso dove si ancora l’assonema. Quest’ultimo origina dai centrioli, è costituito da undici doppiette di microtubuli, raggruppati in modo da costituire nove coppie disposte alla periferia e una coppia centrale (disposizione a ‘9+2’), e occupa la parte centrale della coda per tutta la sua lunghezza.

Coda

La coda dello spermatozoo è costituita da un flagello molto lungo (intorno ai 50÷60 μm ca.). In essa si distinguono una parte intermedia, una parte principale e una terminale. Nella parte intermedia della coda, attorno all’assonema, sono presenti nove fibre dense, contenenti proteine contrattili e più esternamente mitocondri disposti a manicotto, che si ritiene forniscano l’energia necessaria al movimento della coda. La parte principale della coda è il segmento più lungo. In esso, attorno all’assonema, sono presenti numerose coste fibrose disposte circolarmente. Il tratto terminale è costituito dalla sola struttura microtubulare rivestita dalla membrana plasmatica cellulare.

Anomalie della morfologia

La percentuale di spermatozoi morfologicamente normali all’esame del liquido seminale è una delle variabili che meglio si correla con l’esito della fecondazione in vitro. Si considera normale un campione di liquido seminale che presenti una percentuale di spermatozoi normali maggiore del 14%. Una percentuale inferiore al 14% è indice di un deterioramento progressivo della morfologia e della funzionalità spermatozoarie. La valutazione della morfologia prende in considerazione le regioni funzionali degli spermatozoi, per cui si distinguono anomalie della testa, del corpo e della coda. Le anomalie della testa possono essere di forma e dimensione, e comprendono una testa grande, piccola, allargata, piriforme, amorfa, vacuolizzata, a punta, doppie teste o una combinazione di queste. I difetti del collo o del tratto intermedio includono l’assenza del flagello (denominata testa ‘persa’ o ‘libera’), collo angolato o ingrossato. I difetti del flagello includono flagelli corti, multipli, mozzi, angolati, irregolari o arrotolati. Questo schema classificativo considera come anomali gli spermatozoi borderline.

Anomalie della motilità

La motilità dello spermatozoo costituisce uno dei parametri qualitativi fondamentali dell’esame del liquido seminale. Dipende sia da fattori intrinseci allo spermatozoo, come le sue caratteristiche morfologiche e strutturali, sia da fattori estrinseci, come la composizione biochimica del mezzo in cui si trova lo spermatozoo. Nonostante il limite soggettivo della valutazione e la necessità di un osservatore esperto e abile, l’osservazione microscopica diretta continua a essere il metodo più utilizzato per valutare la motilità degli spermatozoi. La motilità attiva di uno spermatozoo è classificata in quattro gruppi. Gli spermatozoi con un movimento d’avanzamento rapido, rettilineo e quantitativamente più importante rispetto allo spostamento laterale della testa presentano una motilità attiva di grado 3. Quando il movimento d’avanzamento dello spermatozoo è progressivo, ma quantitativamente inferiore rispetto a quello della categoria precedente o meno rettilineo, si parla di motilità attiva di grado 2. La motilità attiva di grado 1 indica un movimento d’avanzamento spermatozoario minimo o addirittura assente, con un’ampiezza simile allo spostamento laterale della testa e della coda. Se gli spermatozoi sono immobili si parla di motilità attiva di grado 0. L’OMS definisce un campione seminale normale quando almeno il 50% degli spermatozoi è dotato di motilità progressiva (grado 3 e grado 2) o si rileva un 25% di grado 3. Si definisce astenozoospermico un campione di seme che presenta una motilità inferiore a quella su indicata.

Anomalie genetiche

Una patologia cromosomica è presente nel 21% delle azoospermie e nell’11% delle oligozoospermie. Le alterazioni dei cromosomi, in partic. di quelli sessuali, hanno effetti gravi e irreversibili sulla concentrazione, la motilità progressiva, la morfologia degli spermatozoi. Le aneuploidie autosomiche possono produrre infertilità, ma in genere si accompagnano a importanti e multipli difetti somatici e psichici, per cui il segno della infertilità risulta di secondaria importanza. Più importanti sono le aneuploidie dei cromosomi sessuali. L’anomalia di gran lunga più frequente è la 47XXY (sindrome di Kline-Felter). Approssimativamente il 7% degli uomini con bassa conta di spermatozoi e il 13% degli uomini con azoospermia hanno alterazioni strutturali nel braccio lungo del cromosoma Y (Yq). In tale regione del cromosoma sono presenti tre siti genici, definiti AZF a, b e c. In AZF c, in partic., vi è una sequenza genica definita DAZ ripetuta 7 volte, che codifica una proteina di legame dell’RNA, la quale regola il ciclo meiotico durante la produzione di cellule germinali.