Nuove ricerche sfidano più di tre secoli di teorie sul movimento degli spermatozoi. Lo spermatozoo umano sembra nuotare come anguille che si contorcono al microscopio, con le code che girano avanti e indietro mentre cercano un ovulo da fertilizzare. Ma sai come si muovono gli spermatozoi?

Per 350 anni, si pensava che gli spermatozoi si muovessero contorcendo le loro code come le anguille. Tuttavia, gli studi mostrano che rotolano in avanti come una trottola.

Nuotare dentro un corpo umano

Antonie van Leeuwenhoek, scienziato olandese noto come il padre della microbiologia, fu il primo a osservare da vicino gli spermatozoi umani. Van Leeuwenhoek usò il suo microscopio appena sviluppato per esaminare i suoi spermatozoi nel 1677, scoprendo per la prima volta che il fluido era pieno di piccole cellule contorte.

Un microscopio 2D rivelò che gli spermatozoi erano spinti da code che si contorcevano da un lato all'altro mentre la testa dello spermatozoo ruotava. Questa fu la comprensione di come si muovevano gli spermatozoi umani per i successivi 343 anni.

Molti scienziati hanno ipotizzato che ci sia probabilmente un elemento 3D molto importante nel modo in cui si muove la coda dello spermatozoo, ma fino ad oggi non abbiamo avuto la tecnologia per effettuare tali misurazioni in modo affidabile.

Allan Pacey, Professore di Andrologia presso l'Università di Sheffield in Inghilterra

Gadêlha e i suoi colleghi dell'Universidad Nacional Autónoma de México hanno iniziato la ricerca con una “esplorazione a cielo aperto”, secondo Gadêlha. Hanno catturato gli spermatozoi umani che nuotavano su un vetrino al microscopio usando tecniche di imaging tridimensionale e una fotocamera ad alta velocità capace di registrare 55.000 fotogrammi al secondo.

Ciò che abbiamo trovato è stato qualcosa di assolutamente sorprendente, perché ha completamente infranto il nostro sistema di credenze.

Hermes Gadêlha, matematico presso l'Università di Bristol nel Regno Unito

Le code degli spermatozoi non si muovevano a dondolo da un lato all'altro. Invece potevano battere solo in una direzione. Per estrarre il movimento in avanti da questo movimento asimmetrico della coda, la testa dello spermatozoo ruotava in modo irregolare contemporaneamente alla rotazione della coda. La rotazione della testa e della coda sono due movimenti separati controllati da due diversi meccanismi cellulari, secondo Gadêlha. Il risultato ricorda una lontra che gira o una punta di trapano rotante quando si combinano. Il movimento unilaterale della coda si livella durante una rotazione di 360 gradi, contribuendo alla propulsione in avanti.

Lo spermatozoo non sta nemmeno nuotando, lo spermatozoo sta perforando il fluido.

Hermes Gadêlha, matematico presso l'Università di Bristol nel Regno Unito

(Fonte: Live Science)

La Precessione

Tecnicamente, il modo in cui lo spermatozoo si muove è noto come precessione, il che significa che ruota attorno a un asse, ma quell'asse di rotazione sta cambiando. I pianeti lo fanno mentre orbitano attorno al sole, ma un esempio più familiare è una trottola, che traballa e danza sul pavimento mentre ruota sulla sua punta.

È importante notare che, nel loro viaggio verso l'ovulo, gli spermatozoi nuotano in un ambiente molto più complesso rispetto alla goccia di fluido in cui sono stati osservati per questo studio. Nel corpo della donna, dovranno nuotare in canali stretti di fluido molto appiccicoso nella cervice, pareti di cellule ondulanti nelle tube di Falloppio, oltre a dover far fronte a contrazioni muscolari e al fluido spinto (dalle punte ondulanti delle cellule chiamate ciglia) nella direzione opposta a quella in cui vogliono andare. Tuttavia, se riescono davvero a perforare il loro cammino, ora posso vedere con molta più chiarezza come gli spermatozoi potrebbero affrontare questo percorso di ostacoli per raggiungere l'ovulo e riuscire a entrarvi.

Allan Pacey, Professore di Andrologia presso l'Università di Sheffield in Inghilterra

La motilità degli spermatozoi, ovvero la capacità degli spermatozoi di muoversi, è una delle metriche critiche che i medici della fertilità considerano nella valutazione della fertilità maschile, secondo Gadêlha. La rotazione della testa dello spermatozoo attualmente non è considerata in nessuna di queste metriche, ma ulteriori ricerche potrebbero rivelare difetti che interrompono questa rotazione e quindi ostacolano il movimento dello spermatozoo.

Secondo Pacey, le cliniche di fertilità utilizzano la microscopia 2D, e sono necessarie ulteriori ricerche per determinare se la microscopia 3D potrebbe migliorare la loro analisi.

Certo, qualsiasi approccio 3D dovrebbe essere rapido, economico e automatizzato per avere valore clinico, ma indipendentemente da ciò, questo articolo è sicuramente un passo nella giusta direzione.

Hermes Gadêlha, matematico presso l'Università di Bristol nel Regno Unito

(Fonte: Live Science)