L'Autorità britannica per la fertilizzazione e l'embriologia (HFEA) ha dato il via libera definitivo a una tecnica di fecondazione in vitro che potrebbe evitare ad alcune famiglie di trasmettere malattie genetiche ereditarie al nascituro.
La tecnica è controversa perché prevede il ricorso a tre donatori: gli spermatozoi del padre, la cellula uovo della madre e la cellula uovo di una donatrice. Ora le cliniche britanniche che volessero applicarla potranno fare domanda per ottenere il permesso ufficiale.
Eredità scomoda. Alcune malattie genetiche sono trasmesse dalla madre al feto attraverso il DNA mitocondriale. I mitocondri sono le "centrali energetiche" delle cellule e hanno un corredo di 37 geni che ereditiamo direttamente per via materna. La tecnica approvata nel Regno Unito prevede di fertilizzare sia la cellula uovo della madre, sia quella della donatrice, con gli spermatozoi maschili.
Come funziona. A questo punto, prima che gli ovuli fertilizzati inizino la divisione cellulare, i nuclei di entrambi vengono rimossi, e quello della donatrice scartato e sostituito con quello della madre, che porta il cuore del DNA del nascituro, quello nucleare. Il bambino erediterà così un DNA mitocondriale sano. Ma la procedura, che ha già generato almeno un bambino sano, in Messico, comporta anche alcuni limiti etici, primo tra tutti quello di generare un neonato con i cromosomi di tre persone.
I dubbi. Recenti lavori hanno evidenziato la possibilità che alcuni mitocondri "difettosi" del DNA materno arrivino al feto assieme al DNA nucleare, e che quindi la tecnica possa non essere del tutto efficace. Intanto l'Università britannica di Newcastle, in prima linea su queste ricerche, ha annunciato che chiederà di poter applicare la procedura su un numero selezionato di 25 coppie, e che si impegnerà a monitorare i bambini nati in questo modo nel lungo periodo.
NAUSEA MISTERIOSA Le femmine della specie umane sono le uniche, o tra le poche, ad avere la nausea quando sono incinte: casi di nausea in gravidanza sono stati osservati - raramente - solo tra i cani e i macachi. Il perché della nausea rimane misterioso. Un'ipotesi è che sia un sistema studiato dall'evoluzione per proteggere l'embrione da sostanze che potrebbero danneggiarlo - per esempio microbi o tossine contenute in certi alimenti - nelle prime delicate fasi del suo sviluppo. I dati epidemiologici dicono che in effetti le donne con nausea hanno meno probabilità di abortire rispetto a quelle che stanno bene. Ma non tutto è chiaro.
Secondo un'altra ipotesi, avanzata dallo psicologo Gordon Gallup, la nausea non sarebbe altro che la reazione dell'organismo della donna al liquido seminale. Corollario della singolare teoria: più il seme è "straniero" (ovvero più recente è il partner) più forte sarà la nausea. La natura prediligerebbe i rapporti di lunga durata.
Foto: © deux/Corbis
COME UN PICCOLO ASTRONAUTA Fino a 50 anni fa l'inquilino del pancione era un totale sconosciuto fino al momento della nascita. Per questo segnò un'epoca la comparsa, nel 1965, sulla copertina della rivista americana Life, di un feto di 18 settimane che galleggiava nel suo sacco amniotico simile a un astronauta nello spazio. In tre giorni la rivista vendette 3 milioni di copie.
Autore dello scatto era lo svedese Lennart Nilsson, che ha poi raccontato di aver lavorato a quelle foto per oltre dieci anni.
Il feto in copertina pare sia stato anche l'ispirazione per lo starchild, il bambino delle stelle della sequenza conclusiva di "2001: Odissea nello spazio" di Stanley Kubrick.
Le immagini di Nilsson stanno anche davvero viaggiando nello spazio: sono registrate sul Golden Record, un disco inserito a bordo delle sonde spaziali Voyager 1 e 2.
DAL SONAR ALLA PIXAR L'antenato della moderna ecografia - una macchina basata sugli ultrasuoni - è stato il sonar, inventato a inizio Novecento per dare la caccia ai sottomarini. Il principio è quello di sfruttare l'eco delle onde sonore riflesse da un corpo. Il ginecologo scozzese Ian Donald intuì che in questo modo si poteva osservare il feto nel pancione: era l'inizio dell'ecografia ostetrica.
Le prime ecografie erano più simili a tracciati di un elettrocardiogramma che alle immagini realistiche cui siamo abituati. Dopo le immagini bidimensionali, infatti, arrivarono quelle tridimensionali, realizzate grazie agli algoritmi sviluppati originariamente per i film di animazione in 3D della Pixar.
Foto: © Justin Paget/Corbis
FILO DIRETTO CON LA PANCIA Mentre l'ecografia è alla base di moltissime conoscenze sul feto e su come" si comporta" nel pancione, per capire che cosa gli arriva del mondo esterno sono stati ideati vari esperimenti.
L'ambiente sonoro dell'utero è stato per esempio studiato introducendo dei microfoni all'interno della pancia al momento della rottura delle acque. Per capire quanti sapori e odori arrivino al bambino attraverso quello che la mamma mangia, in alcune ricerche campioni di liquido amniotico sono stati fatti assaggiare a volontari, che hanno riconosciuto la presenza di aglio, vaniglia, menta, carota che la mamma aveva mangiato. Il bambino, una volta nato, sembra gradire di più quello che ha già "assaggiato" durante la gravidanza.
Nella foto, un ricercatore studia i ritmi del sonno del feto di una pecora incinta.
Foto: © Maggie Steber/National Geographic Creative/Corbis
TEMPESTA DI GHIACCIO Gli effetti dello "stress" della mamma sul feto non è un fenomeno facile da studiare, dato che è perfino difficile stabilire che cosa conta come stress. Per ovviare al problema, gli scienziati hanno puntato a studiare donne che avevano subito eventi sicuramente definibili come stressanti: catastrofi naturali quali terremoti e uragani e perfino attacchi terroristici come quello dell'11 settembre alle Torri Gemelle.
Uno degli studi in corso da più tempo è quello che arruolò oltre un centinaio di donne incinte nel corso di una catastrofica tempesta di ghiaccio che colpì la regione di Montreal, in Canada, nel 1998 lasciando migliaia di persone isolate e al gelo per settimane. I bambini nati da quelle donne sono stati seguiti nel tempo: tra le presunte conseguenze dello stress subito dalla mamma ci sarebbero un minore peso alla nascita, e piccoli ritardi nello sviluppo motorio e cognitivo.
Foto: © Rosanna U/Corbis
MASCHI CONTRO FEMMINE Si dice che quello dell'ostetrica sia stato il mestiere più antico del mondo: caso unico tra gli animali, le donne della nostra specie hanno bisogno di aiuto per partorire. Per secoli e secoli il parto è stato affare esclusivo di donne. Si racconta che nel Cinquecento un certo dottor Veit di Amburgo sia stato bruciato vivo per avere assistito ad alcuni parti travestito da levatrice. Fu nel Seicento in Francia che ostetrici maschi cominciarono a occuparsi del parto, accusando le levatrici di ignoranza e superstizione. La "battaglia" tra uomini e donne su chi fosse in grado di assistere meglio la partoriente è andata avanti fino all'800. Nella foto, una caricatura del 1793: un'ostetrica metà uomo e metà donna.
Foto: © Wellcome Library, London
LA STORIA DEL FORCIPE La principale novità portata dall'assistenza dei medici maschi furono gli strumenti ostetrici: probabilmente più un simbolo del loro potere che oggetti diffusi nella pratica, almeno all'inizio.
Tra questi il forcipe, strumento ostetrico per eccellenza presente fino a pochi decenni fa in sala parto, quella del forcipe, , è una storia davvero curiosa. A inventarlo pare sia stato Peter Chamberlen, un medico chirurgo che in Inghilterra si guadagnò la fama di essere in grado di risolvere con il suo aiuto anche i parti più difficili. Ma nessuno sapeva com'era fatto: la partoriente veniva bendata e nella stanza non era ammesso nessuno. Il segreto sul "design" si tramandò all'interno della famiglia Chamberlen per più di cento anni. Nei decenni e nei secoli successivi ne vennero realizzati vari modelli e versioni: "strumenti pericolosi, spesso inutili, ma sempre ingegnosi", come vennero definiti.
Foto: © amber-ambre-inclusions.info
A SCUOLA DI OSTETRICIA Nel 1708 a Bologna, il medico chirurgo Giovanni Antonio Galli iniziò a tenere a casa sua una scuola per insegnare "l'arte de' parti" a medici e levatrici: per la prima volta nella storia si applicavano alla gravidanza e al parto nozioni di anatomia e fisiologia.
Galli inventò anche una "macchina da parto" per le esercitazioni pratiche: un uovo di cristallo grande come l'utero a fine gravidanza con dentro un fantoccio di stoffa. Gli allievi si dovevano esercitare bendati a estrarre il feto. Nella foto modelli di terracotta di due gemelli nell'utero, creati anche'essi per la didattica e conservati al bellissimo Museo di Palazzo Poggi a Bologna.
Foto: © Hal Beral/Corbis
ARRIVA IL PAPÀ Oggi la presenza dei padri in sala parto è considerata normale, ma non era così fino a poco tempo fa. A farli entrare - per così dire - fu un medico americano, Robert Bradley. Erano la fine degli anni Quaranta, e negli Stati Uniti la maggior parte delle donne partoriva in ospedale sotto l'effetto di forti sedativi. Bradely volle sperimentare che cosa succedeva se mariti o compagni potevano restare accanto alle partorienti. Le istruzioni erano che i padri dovessero dispensare "praise, encouragement, and assurance of progress", ovvero lodi, incoraggiamento e la rassicurazione che mancava poco. Secondo uno studio pubblicato da Bradley nel 1962, con la presenza dei padri in sala parto diminuiva radicalmente il ricorso ai farmaci. Che fosse del tutto vero o no, la porta da allora è stata più o meno aperta.
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TEST DI GRAVIDANZA VIVI Fin dall'antichità si è cercato con metodi più o meno empirici di capire se c'era o no una gravidanza in corso. Ma i veri e propri test sono arrivati solo una volta che è stato identificato l'ormone specifico della gravidanza - la gonadotropina corionica (hCG).
I primi test per rilevarne la presenza coinvolgevano topi, rane e conigli. L'urina della donna da testare veniva iniettata sottopelle, e se l'ormone della gravidanza era presente gli animali andavano in calore. A partire dagli anni Quaranta furono usate soprattutto le rane, in particolare una specie di rana africana, lo Xenopus laevis, importata per questo scopo nei laboratori di Europa e Stati Uniti.
Foto: © Paul Starosta/Corbis
PER CONTINUARE LA LETTURA Falsi miti, curiosità e scienza della gravidanza sono raccontati nel libro Quello che alle mamme non dicono (Codice Edizioni) di Chiara Palmerini da cui abbiamo preso spunto per questa gallery. Inoltre sul portale NostroFiglio ci sono numerose informazioni sulle 40 settimane d gravidanza.
Foto: © Jamie Grill/Tetra Images/Corbis
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.
Foto: © SPL / Contrasto
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.
Foto: © Science Photo Library/Contrasto
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.
Foto: © SPL / Contrasto
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.
Foto: © SPL / Contrasto
