Fisiologia riproduttiva maschile

Mappa fisioManL'attività del sistema riproduttivo maschile consiste nella produzione degli spermatozoi e nella produzione dell'ormone maschile Testosterone, che determina la mascolinizzione del corpo, aiuta la maturazione degli spermatozoi, consente la attività sessuale indispensabile per la riproduzione. Questa attività non è ciclica, come nella donna, ma è continua.

La spermatogenesi è l’insieme degli eventi attraverso i quali cellule indifferenziate, dopo la pubertà, portano alla formazione di cellule altamente specializzate: gli spermatozoi.
Questo processo ha lo scopo di “modificare” la cellula in modo idoneo a svolgere il suo futuro compito: trasportare l’informazione genetica fino alla cellula uovo e permetterne la fecondazione.
Come nella femmina, l'attività della gonade maschile è governata dall'ipotalamo e dagli ormoni ipofisari: FSH, che stimola la produzione di spermatozoi e  LH, che stimola la produzione del testosterone, necessario a sua volta anch'esso per la produzione di spermatozoi. 

Organi e ghiandole endocrine coinvolti nel ciclo

  • Cellule ipotalamiche (una particolare zona del cervello): producono l'ormone GnRh che serve a stimolare l'Ipofisi (per quanto concerne gli ormoni FSH e LH)
  • Ipofisi: produce gli ormoni FSH e LH che stimolano il testicolo.
  • Testicoli: producono Testosterone e Inibina B.

Il controllo ormonale

All’inizio della pubertà, sotto lo stimolo delle cellule ipotalamiche, tramite il GnRH, i livelli di FSH ed LH (ormoni chiamati gonadotropine poiché agiscono sulle gonadi) aumentano, portando così al  processo di maturazione degli spermatozoi prima bloccati nelle prime fasi di differenziamento.

Il GnRH viene secreto in modo pulsatile in un particolare gruppo di vasi capillari che lo trasportano alla ghiandola ipofisi. Questo stimola l'ipofisi alla produzione modulata delle gonadotropine (LH e FSH) responsabili attraverso la stimolazione del testicolo della  maturazione degli spermatozoi e della produzione degli ormoni maschili.

L’ attività stimolante ipotalamo-ipofisaria è a sua volta controllata in modo retroattivo dagli ormoni prodotti dal testicolo con un sistema detto di feed back, un po' come un pilota automatico: questo consente un'armonica successione delle varie fasi in cui ognuno dei componenti influenza a sua volta l'attività degli altri.

L’FSH agisce sulle cellule del Sertoli, presenti nel testicolo, che controllano direttamente il processo di formazione degli spermatozoi, sintetizzando inoltre fattori importanti nella regolazione del ciclo di maturazione (l'Inibina e la proteina che lega gli androgeni, ABP).  L’LH agisce sia sulle cellule del Sertoli sia su altri tipi di cellule presenti nel testicolo: le cellule interstiziali di Leydig. L’interazione tra l’LH e queste cellule determina la produzione di Testosterone, che ha un ruolo chiave nel controllo delle ultime fasi maturative della spermatogenesi oltre ad essere responsabile delle caratteristiche sessuali secondarie.

Cosa avviene nel testicolo?

Sotto il controllo ormonale, gli spermatozoi vengono prodotti nel testicolo all’interno dei tubuli seminiferi, secondo una precisa organizzazione spaziale, che nell’uomo richiede circa 62 giorni. (vedi immagine sottoriportata della sezione trasversale del testicolo)

Com’è fatto un tubulo seminifero?

Partendo dalla periferia verso il centro si ritrovano cellule in differenti fasi di sviluppo che culminano nella parte centrale del lume con il rilascio degli spermatozoi.
Tutto lo spessore della parete del tubulo è occupato dalle cellule del Sertoli che, unite tra loro, generano una barriera capace di separare il sangue dagli spermatozoi, che in fase terminale di sviluppo non vengono più riconosciuti dal sistema immunitario come cellule dell’organismo.
Le cellule del Sertoli producono numerose molecole che contribuiscono al corretto svolgimento del processo spermatogenetico, svolgono funzione endocrina e forniscono un supporto meccanico.

(clicca sull'immagine per vederla ingrandita)

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[Immagine tratta da Art. Encyclopœdia Britannia Online]

Spermatogenesi

Nella prima fase della spermatogenesi le cellule indifferenziate (spermatogoni) iniziano a dividersi per mitosi.
Da queste divisioni si formano gli spermatociti primari, che sono già indirizzati verso lo sviluppo dei futuri spermatozoi. Dalla nascita fino alla pubertà le cellule non superano questo stadio.
Dagli spermatociti primari, che presentano ancora un numero di cromosomi diploide (46 cromosomi), si originano per meiosi gli spermatociti secondari con corredo cromosomico aploide (23 cromosomi).
Successivamente le cellule iniziano a modificare la loro forma, perdendo la maggior parte del citoplasma, compattando notevolmente il DNA contenuto nel nucleo e assumendo la conformazione caratteristica dello spermatozoo maturo. Per poter compiere al meglio il ruolo di “trasportatore” dell’informazione genetica, infatti, la cellula germinale maschile matura una serie di strutture specifiche: il flagello e l’acrosoma. Il flagello conferirà il movimento mentre l’acrosoma, un cappuccio contenente enzimi, collocato sulla parte superiore del nucleo, permetterà di penetrare e fecondare la cellula uovo. 

Le varie fasi maturative corrispondono a uno spostamento delle cellule germinali verso il centro del tubulo fino al rilascio degli spermatozoi quasi completamente maturi.
La fase finale di maturazione avverrà lungo il passaggio attraverso le vie genitali maschili. I tubuli seminiferi convogliano in una serie di canalicoli che finiscono con il confluire nell’epididimo (struttura posta superiormente al testicolo) che ha funzione di immagazzinamento e di maturazione post-testicolare degli spermatozoi (per circa 12 giorni).
Successivamente nel passaggio attraverso le vie genitali gli spermatozoi si uniranno al plasma seminale, che si forma dalla secrezione di ghiandole annesse, formando così il liquido seminale che potrà essere definitivamente rilasciato. 

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