Valutazione della condensazione del nucleo spermatico
Valutazione della condensazione del nucleo spermatico
14/05/2012
Durante la spermatogenesi gli spermatidi in sviluppo intraprendono una serie di complessi cambiamenti che interessano sia il nucleo che il citoplasma tra cui la meiosi, lo sviluppo dell’acrosoma, la crescita della coda (o flagello) e l’estrusione del citoplasma. Inoltre nelle fasi finali della spermatogenesi, si assiste a un rimodellamento della membrana plasmatica dello spermatozoo, che determina la formazione di siti specifici implicati nel legame alla zona pellucida e all’acido ialuronico.
Durante la maturazione dello spermatozoo si verifica, inoltre, una complessa riorganizzazione della cromatina che si condensa ulteriormente diventando estremamente compatta. Queste modificazioni sono accompagnate dalla sostituzione degli istoni preesistenti con una o più proteine basiche, molto ricche di arginina, specifiche dello spermatozoo, dette protamina o istone germinale (Biggiogera et al, 1992; Dadoune 2003).
L’istone germinale è conservato nel nucleo fino alla fecondazione ma durante la decondensazione del pronucleo maschile è completamente degradato per essere sostituito dal normale corredo di istoni somatici.
Questi processi riguardanti la cromatina, sono considerati fondamentali perché l’integrità della cromatina negli spermatozoi è necessaria per contribuire alla potenziale fertilità maschile e allo sviluppo iniziale dell’embrione (Zini et al., 2001). Le protamine hanno la funzione di promuovere la condensazione dei cromosomi nello spazio nucleare del gamete maschile e di proteggere il genoma da vari agenti nocivi durante il transito dei gameti lungo le vie genitali maschili e femminili.
In realtà le protamine sono proteine che vanno a sostituire delle proteine dette transitorie (D’Occhio et al., 2007). Nell’uomo, in particolare, troviamo le proteine transitorie 1 e 2. La proteina di transizione 1 è una proteina di circa 50 amminoacidi ricca in arginina, lisina, istidina e serina. La proteina di transizione 2, invece, è una metallo-proteina ricca in serina, prolina e cisteina, di circa 117-138 amminoacidi. La proteina di transizione 1 è coinvolta nella sostituzione degli istoni, mentre la proteina transitoria 2 è necessaria per l’inizio della condensazione della cromatina, prima della comparsa delle protamine (D’Occhio et al., 2007). Successivamente, queste proteine vengono sostituite dalle protamine che sono responsabili degli ultimi stadi della condensazione della cromatina.
La protamina 1 è una proteina ricca in arginina e cisteina di circa 50 amminoacidi (Dadoune, 2003), mentre la protamina 2 è una proteina ricca in istidina di circa 54-63 amminoacidi, a seconda della specie. In alcuni mammiferi è presente il gene della protamina 2 ma non viene espresso ( Lewis et al., 2003) e per questo motivo si riteneva che la protamina 2 non avesse un ruolo fondamentale. Attualmente, invece, diversi studi hanno evidenziato l’importanza sia della protamina 1 che della 2 per una corretta modificazione strutturale della cromatina.
Numerosi studi hanno mostrato una forte associazione tra disturbi nella condensazione cromatinica, morfologia e infertilità maschile (Foresta et al., 1992; Hammadeh et al., 1996; Santiago-Moreno et al., 2009; Ovari et al., 2010).
Il grado di condensazione della cromatina o (grado di maturazione) dello spermatozoo può essere valutato con un test che prevede una colorazione con Aniline Blue, in grado di individuare spermatozoi in cui il rapporto istoni/protammine è alterato. Nuclei con abbondanti istoni (lisina-ricchi) reagiscono positivamente al colorante, al contrario, nuclei con abbondanti protammine (arginina e cisteina-ricchi) reagiranno negativamente alla colorazione. Secondo i dati riportati da Dadoune et al. (1988) e Hofmann et al. (1990) un eiaculato normale dovrebbe contenere almeno il 75% di spermatozoi non colorati il che indicherebbe una corretta maturazione degli spermatozoi eiaculati.
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