Una scoperta riportata dal Guardian sembrerebbe contraddire uno dei dogmi sulla vita riproduttiva femminile: quello secondo il quale le donne nascono con un determinato numero di cellule uovo, e che in nessun modo si può aumentare questa riserva, che anzi è destinata ad assottigliarsi col tempo.
Appena nati? Ma un piccolo studio dell'Università di Edimburgo, condotto su un gruppo di pazienti oncologiche, dimostrerebbe che le giovani donne trattate con un particolare farmaco chemioterapico hanno una densità di cellule uovo maggiore di quella di donne sane della stessa età. Gli ovuli extra sembrano giovani, simili a quelli tipici dell'età prepuberale, un aspetto compatibile con la loro recente formazione.
Lo scopo iniziale. La ricerca, fatta attraverso biopsie ovariche, era inizialmente mirata ad accertare che il trattamento antitumorale, chiamato ABVD, non causasse problemi di fertilità come altri farmaci usati contro il cancro (in questo caso, il linfoma di Hodgkin).
Cambio di paradigma. Ma se confermata, al di là degli effetti del farmaco in sé, vorrebbe dire che in certe situazioni, le ovaie possono produrre nuove cellule uovo: quelle delle pazienti trattate hanno mostrato un numero di ovuli da due a quattro volte maggiore rispetto ai soggetti di controllo.
Le perplessità. Tuttavia sono in molti a sollevare dubbi sui risultati. Gli ovuli "extra" osservati potevano essere già presenti, e sono stati forse riportati in superficie per lo stress della terapia; oppure i follicoli - le unità funzionali dell'ovaio - potrebbero essersi divisi in due o più parti in risposta al trattamento.
L'incontro e l'unione di due cellule altamente specializzate (i gameti), l'una derivante dall'uomo (lo spermatozoo) e l'altra dalla donna (la cellula uovo), dà origine alla vita, vale a dire allo zigote (uovo fecondato). Gli spermatozoi, emessi con il liquido seminale, sono in quantità variabile da 40 a 120 milioni per cc. Immessi in vagina con l'eiaculazione, viaggiano con movimenti propri, alla velocità di 2/3 millimetri al minuto e devono percorrere una distanza di circa 100/ 150 mm.
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Cominciato con due cellule che si uniscono, questo sorprendente viaggio è una sorta di fabbrica di cellule. Da questa cellula se ne originano due, poi quattro e così via. Fino a 8, sono uguali e indifferenziate (si dicono totipotenti, perché ognuna può originare qualsiasi altra cellula dell'organismo). Si pensi che in 9 mesi questo ammasso, fatto inizialmente di poche cellule, aumenterà di 200 miliardi di volte. Quattro giorni dopo la fertilizzazione siamo solo a 16 cellule (blastomeri) che ancora non sono impiantate nell'utero (nella foto). Si tratta di uno stato di suddivisione chiamato morula per la forma a mora di gelso. Al 14° giorno si prepara l'impianto di quella che ora è chiamata blastula e che è composta da 100-150 cellule.
A sei settimane l'embrione fluttua nel liquido amniotico che lo protegge. È attaccato alla placenta attraverso il cordone ombelicale: da qui riceve i nutrienti e l'ossigeno necessario per il suo sviluppo, ma sono anche eliminati anidride carbonica e rifiuti del metabolismo. La placenta consente il passaggio delle molecole piccole ma non fa passare quelli più grandi come le ematiche, creando un'essenziale difesa. Nel caso per esempio che il bambino abbia una composizione sanguigna incompatibile con quella della madre, potrebbe scattare una risposta immunitaria per espellere il "corpo estraneo". A questo stadio l'embrione misura tra i 13 e i 22 millimetri di lunghezza. Le dita dei piedi e delle mani iniziano a configurarsi e a separarsi.
Nell'ottava settimana di gestazione si sviluppano corpo e arti: anche gli occhi sono già ben distinguibili. Questa data fa da spartiacque tra la fase embrionale e quella fetale: il feto a questo punto è in grado di reagire alla stimolazione intorno alla bocca contraendo i muscoli del collo e volgendo lentamente il capo. Ciò significa che i muscoli contengono fibre nervose: il sistema neurologico ha cominciato a funzionare. In questa fase la differenziazione delle cellule nei vari organi (organogenesi) è molto più importante della crescita in centimetri: a fluttuare nella pancia della mamma è un esserino di 23 millimetri di lunghezza e 1 grammo di peso.
Aggrappato al cordone ombelicale, il feto cresce (6 centimetri di lunghezza per una ventina di grammi, tra la dodicesima e la quindicesima settimana) e comincia a muovere braccia e gambe nella placenta che è già completamente sviluppata. Gli occhi sono formati, ma le palpebre rimangono serrate. All'interno del grembo materno il feto è circondato dal buio totale, anche se è probabilmente in grado di percepire variazioni di luminosità esterna. Alcuni esperimenti hanno rivelato infatti che indirizzando un fascio di luce intensa sull'addome della mamma, il feto si agita e le sue pulsazioni accelerano di 15 pulsazioni al minuto.
Tra la fine del primo trimestre e l'inizio del secondo il feto non sa sopravvivere autonomamente, ma possiede già sistemi e funzioni avanzate.
I dentini si formano all'interno delle gengive, crescono le unghie, costole e vertebre iniziano il processo di ossificazione che consente alle cartilagini di diventare ossa. Nell'immagine le ossa più dure sono quelle più gialle e definite, che sembrano scollegate le une alle altre. In realtà il collegamento c'è, ma è ancora cartilagineo e non visibile. A questo punto dello sviluppo il feto pesa 200 grammi.
Un feto alla diciannovesima settimana di gestazione è coperto da una diffusa lanugine, destinata a scomparire prima del parto: resterà solo quella del cranio. In realtà, alla nascita alcuni bambini sono molto più capelloni di altri. Ciò è dovuto al fatto che durante il sesto mese di gestazione si sviluppano i follicoli piliferi, da cui nascononel corso del settimo nasceranno i capelli. Il ciclo vitale di questa prima chioma finisce in contemporanea e i capelli cadono tutti insieme: se questo avviene mentre è ancora nel grembo materno, il bambino si presenta pelato alla nascita, altrimenti la sua capigliatura sarà relativamente folta. Queste differenze sono comunque dettate da predisposizioni genetiche.
Il viso nel feto si forma molto presto, già a 25 giorni dalla fecondazione, quando dall'embrione, che è poco più di un fagiolo, spuntano tre escrescenze, gli "archi branchiali". Se nei pesci si trasformano in branchie, nei mammiferi, i tre abbozzi si fondono fino a formare fronte, faccia e gola. Solo dopo altre 6-7 settimane la faccia acquista l'aspetto umano: prima dell'ultimo trimestre di gravidanza assume infine i lineamenti caratteristici dell'individuo. Questo feto, alla ventesima settimana, è lungo circa 19 centimetri e pesa 500 grammi: siamo circa a metà del viaggio...
A partire dal sesto mese (qui l'orecchio di un feto alla ventesima settimana), si registrano reazioni da parte del nascituro agli stimoli sonori che lo circondano: il flusso regolare del sangue materno, il ritmo costante del battito cardiaco e la voce della mamma lo cullano durante tutto il tempo della gestazione. Ma non solo. Se dall'esterno provengono rumori troppo forti, il piccolo reagisce con un'accelerazione del battito del cuore e movimenti di gambe e braccia. Il feto è inoltre sensibile alla musica: niente lo tranquillizza più del canto della madre e dell'ascolto di un brano di musica classica, come quella di Mozart e Vivaldi.
Già al quarto mese il sesso del nascituro è evidente: i genitali esterni infatti sono ben riconoscibili all'esame ecografico. Questo feto giunto alla ventiduesima settimana raggiunge i 650 grammi di peso e i 21 centimetri di lunghezza dalla testa al coccige. A questo stadio della gestazione i movimenti del feto sono facilmente percepibili dalla madre. Inoltre il piccolo affina la tecnica che lo porterà alla nascita a succhiare il latte materno: scopre il pollice inizia a succhiarlo. Più tardi, quasi al termine della gravidanza, il feto muove la bocca regolarmente ogni 10-20 secondi, anche nella fasi di sonno profondo: l'allenamento continua...
L'ecografia è una tecnica diagnostica basata sugli ultrasuoni usata per visualizzare l'interno del corpo umano e, nel caso della gravidanza, l'interno dell'utero. Quella bidimensionale consente di vedere l'interno come se fosse una sezione. La nuova ecografia dà invece una visione tridimensionale di quel che accade all'interno della pancia della mamma. Ecco invece un feto, giunto alla ventisettesima settimana e già posizionato per il parto, visto attraverso la risonanza magnetica: dopo la ventottesima, il bambino è in grado di sopportare un parto prematuro.
Nella prossima pagina, le meraviglie dell'ecografia 4D e la vita del nascituro in tempo reale...
Una visione straordinaria nel grembo materno la consente l'ecografia 4D che visualizza l'immagine tridimensionale in movimento e in tempo reale: si vede così il feto che muove le manine, si succhia il dito o gioca con il cordone ombelicale. La visione migliore è possibile dopo la venticinquesima settimana, quando il feto è di medie dimensioni.
Ai raggi X, le sagome dei due gemellini alla trentesima settimana sono evidenti (il loro scheletro è colorato in blu, mentre quello della madre è in rosso e giallo). I parti gemellari sono circa l'1 per cento e i gemelli si distinguono in "identici" (o monozigotici) e "non identici" (o dizigotici).
I primi derivano da un uovo fecondato da uno spermatozoo, mentre nel secondo caso a essere fecondate da due spermatozoi sono due uova diverse. Se i dizigotici, da un punto di vista genetico, si assomigliano non più di due fratelli, i monozigotici rappresentano due copie identiche dello stesso patrimonio genetico.
Qui sotto un video che raccoglie alcune di queste immagini.
Quanti spermatozoi espelle l’uomo nell’eiaculazione. Anche se ci sono forti variazioni individuali, è considerata normale una quantità di almeno 20 milioni di spermatozoi per ogni millilitro di liquido seminale. E poiché il volume dell’eiaculato va da 2 a 6 millilitri, a ogni eiaculazione l’uomo espelle, in media, da 40 a 120 milioni di spermatozoi.
A differenza delle donne, che hanno un numero di cellule uovo fisso dalla nascita, gli uomini producono nuovi spermatozoi per tutto l’arco della vita. Il picco della produzione si ha però fra 18 e 23 anni.
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A che velocità “viaggia” uno spermatozoo umano? La velocità di avanzamento, in media, è compresa tra 1,6 e 3 millimetri al minuto. ll viaggio copre un tragitto di una ventina centimetri (l’utero è lungo circa 6-9 cm e le tube uterine circa 10 cm), e dura in media un’ora.
Alcuni però vanno di più. La velocità con cui uno spermatozoo “nuota” per fecondare l’ovulo dipende dalla sua forma (quella della “testa”, che contiene il materiale genetico ereditario, e soprattutto quella del “flagello”, l’appendice lunga e sottile che ha compiti di locomozione) e dalla vischiosità del liquido lattescente in cui si trova immerso, insieme a milioni di altri concorrenti.
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Velocissimi e incapaci di girare a sinistra. Un gruppo di ricercatori statunitensi grazie a un ingegnoso sistema a LED è riuscito a osservare il percorso di circa 1.500 spermatozoi. Ha scoperto che compiono percorsi a "turacciolo" e girano quasi sempre verso destra. Per saperne di più
Come si nota dalla foto al microscopio che ne mostra uno accanto a dei globuli rossi, lo spermatozoo è molto piccolo: la testa misura circa 5-10 µm e la coda 60 µm.
Foto: © SPL / Contrasto
Gli animali più grandi hanno spermatozoi più grandi? Sembrerebbe logico di sì, ma in realtà la grandezza degli spermatozoi non ha alcun legame con le dimensioni dell’animale. Per cui elefanti, scoiattoli e balene possono avere spermatozoi di lunghezza simile.
Addirittura, lo spermatozoo più grande è quello della Drosophila bifurca, un moscerino. Con la “coda” srotolata, lo spermatozoo supera i 2 centimetri di lunghezza. È anche il più fecondo: ha il 100% di probabilità di incontrare l’ovulo perché occupa, da solo, tutto l’apparato genitale della femmina.
Per confronto, lo spermatozoo umano misura 0,07 millimetri, e quello dell’ippopotamo 0,033 millimetri.
Nella foto, invece, i testicoli più grandi in natura (relativamente al peso dell'animale). Appartengono a una specie di grillo ma non producono spermatozoi particolarmente grandi.
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Foto: © Richard Richards, University of Derby
Come trovano la strada?
Grazie alle “indicazioni” dell’apparato genitale femminile. Nella vagina l’ambiente acido è sfavorevole agli spermatozoi: questi devono quindi risalirla velocemente, e in 60/90 secondi raggiungere il muco cervicale, che ha un ph alcalino più favorevole. Qui, nel periodo ovulatorio il muco diventa da vischioso a filante e permette una risalita più rapida agli spermatozoi. Quelli che superano anche questo passaggio proseguono verso le tube di Falloppio: solo poche centinaia, dei milioni originari, raggiungono la cellula uovo e, di questi, uno solo la feconderà.
L’intero viaggio è pilotato sia chimicamente (soprattutto dall'ossitocina che li attrae) sia meccanicamente, grazie alle contrazioni dell’utero.
Foto: © Wellcome Images
Strisciano, non nuotano. Uno studio ha dimostrato che gli spermatozoi preferiscono strisciare invece che nuotare. Raramente nuotano nella parte centrale del tratto riproduttivo femminile e, anzi, cercano proprio di evitare questa zona per spostarsi verso le pareti della vagina, sulle quali strisciano fino a raggiungere l’utero. Gli scienziati stanno studiando come lo spermatozoo si muova iniettando dei campioni di sperma in labirinti sottili come un capello umano.
Foto: © SPL / Contrasto
Vuoi diventare papà? Fai sesso in aprile. La qualità dello sperma negli uomini con problemi di infertilità è migliore all'inizio della primavera perché in questo periodo gli spermatozoi hanno un aspetto più sano e la loro motilità è più elevata. Nella foto al microscopio, spermatozoi in formazione all'interno di un tubulo seminifero nei testicoli.
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Foto: © SPL / Contrasto
Lo sperma è ricco di calorie? Falso. Rachel Vreeman, docente alla Scuola di medicina dell’Università dell’Indiana ed esperta di false credenze sul corpo umano, spiega che lo sperma contiene sì zuccheri, soprattutto sotto forma di fruttosio, ma per sole 5/7 calorie ad eiaculato. Per il resto è composto da acqua e nutrienti come vitamina C, calcio e magnesio che non ne fanno un liquido ipercalorico. Lo sperma contiene inoltre proteine e polisaccaridi mucosi, e zuccheri e aminoacidi che gli spermatozoi usano come fonte energetica.
Esistono “raccoglitori automatici” del seme? Sì e si chiamano Automatic Sperm Extractor, sono stati inventati per facilitare la raccolta del liquido seminale dei donatori e, per ora, sono operativi solo in una clinica cinese a Nanjing. Somigliano a una colonnina per informazioni turistiche e il funzionamento è... intuitivo: occorre inserire il pene in un cilindro, scegliere i video erotici da visionare, regolare temperatura dell’incavo, velocità e intensità del movimento. Alla fine, lo sperma finirà automaticamente in un contenitore specifico.
Foto: © Automatic Sperm Extractor
Il riscaldamento globale li… uccide. I dati sui donatori di seme alle banche francesi Cecos degli ultimi 34 anni dimostrano che la conta spermatica è passata da 443 a 300 milioni di spermatozoi. E l’équipe di andrologia e medicina della riproduzione del policlinico di Padova conferma. C’è stata una progressiva riduzione del 15% di spermatozoi anche nelle donazioni italiane degli ultimi 15 anni, forse correlata al cambiamento climatico: in altre parole, quando la temperatura media sale oltre i 27 °C la fertilità, sostengono alcune ricerche, si riduce.
Foto: © Wellcome
Qual è l’organo o il meccanismo fisico che fa emettere lo sperma? L’eiaculazione, ossia la fuoruscita dello sperma, non è attuata da un organo specifico, ma da un meccanismo neuromuscolare che agisce in due fasi distinte. Nella prima fase lo sperma, proveniente dai dotti deferenti dei testicoli, dalle vescicole seminali e dalla prostata, confluisce alla base dell’uretra. Nella seconda fase, una serie di 6 o 7 potenti contrazioni ritmiche (a intervalli di 0,8 secondi) dei muscoli circostanti determina l’espulsione. Le prime due o tre contrazioni, le più forti, sono legate al massimo del piacere orgasmico.
L’eiaculazione è percepita come un tutt’uno con l’orgasmo, che dura in media da dieci a tredici secondi. In realtà si tratta di due funzioni concomitanti ma separate, tanto è vero che si può avere eiaculazione senza orgasmo.
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Quanto impiegano gli spermatozoi a fecondare? Come abbiamo visto per raggiungere l’ovulo gli spermatozoi devono compiere un percorso complesso. Solo uno – al massimo due, quando si ha la formazione di gemelli biovulari – riesce a penetrare nell’uovo femminile. Questo avviene da un’ora e mezza a 24 ore dopo l’eiaculazione (ma solo se nella tuba è presente l’ovulo).
Gli spermatozoi più robusti sopravvivono due o tre giorni (il record è 8) all’interno del corpo della donna, e dunque possono aspettare che avvenga un’ovulazione.
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Quanto vivono gli spermatozoi dopo un'eiaculazione? Dipende. Nell’utero, vedi foto precedente, anche qualche giorno. Se sono emessi all'esterno, a temperatura ambiente, per esempio a 15 °, rimangono vitali circa uno o due giorni, ma non tutti e in percentuali sempre più basse col passare del tempo e comunque con grande variabilità secondo la persona e l'età. A 36 ° vivono poche ore. Per conservarli due o tre giorni si possono mettere a 4 ° (la temperatura di un frigorifero).
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Foto: © SPL / Contrasto
Un po’ di storia. Già Ippocrate, quattro secoli prima di Cristo, aveva ipotizzato che dal seme prodotto dal testicolo destro nascessero i maschi, mentre dal sinistro le femmine. E pochi decenni dopo, Aristotele pensava che l’embrione nascesse dal materiale secreto dalla femmina nell’utero mescolato con lo sperma dell’uomo, che considerava come la forza attivatrice.
La scoperta degli spermatozoi - che si deve all’olandese Antoni van Leeuwenhoek nel 1674 - ha risvolti divertenti. Egli scrisse infatti di osservare al microscopio solo i residui del suo coito coniugale, prelevati e analizzati “subito dopo l’eiaculazione, prima che fossero intercorsi sei battiti di polso”. Forse con gli stessi metodi di prelievo, in quell’epoca il naturalista Gautier guardò al microscopio il liquido seminale di alcuni animali e affermò di aver osservato un cavallo e un gallo minuscoli nelle cellule spermatiche delle rispettive specie.
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Le mutande di Spallanzani. Lazzaro Spallanzani fu il primo a dimostrare il ruolo degli spermatozoi, grazie a un metodo piuttosto buffo. Confezionò alcune paia di pantaloncini di taffetà per le rane maschio, lasciando poi che si accoppiassero con le rispettive femmine. L’atto compiuto con i pantaloncini impediva l’introduzione dello sperma e dalle rane non nacque nulla. In seguito Spallanzani introdusse manualmente lo sperma spremuto dai testicoli e dimostrò l’avvenuta fecondazione, ripetendo l’esperimento anche con le tartarughe e con una cagna.
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