Salute uomo

Fertilità, come funziona la riproduzione maschile

Di Cristina Ferrario Daniela Ovadia
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22 Maggio 2012 | Aggiornato il 16 Marzo 2018
I fattori maschili costituiscono circa un terzo dei problemi di infertilità vissuti dalle coppie. È perciò importante comprendere come funziona normalmente il sistema riproduttivo maschile prima di esaminare come possono insorgere eventuali problemi.
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“La fisiologia della riproduzione maschile è più semplice di quella femminile, a partire dal fatto che non esiste una ciclicità mensile legata ai mutamenti ormonali o strutturali, così come non esiste una 'finestra' di fertilità paragonabile all’ovulazione: un uomo fertile lo è in qualsiasi momento” spiega il ginecologo Carlo Flamigni.

 

Come nota generale, è piuttosto interessante osservare il fatto che gli ormoni ipofisari coinvolti nello sviluppo puberale e nella riproduzione maschile, ossia FSH e LH, sono gli stessi implicati anche in quella femminile.

 

Il sistema riproduttivo maschile


Il sistema riproduttivo maschile deve svolgere due funzioni: la spermatogenesi, cioè la produzione di sperma (contenente gli spermatozoi, i gameti maschili) e l'eiaculazione, cioè l’espulsione dello sperma nella vagina della donna.

 

La struttura generale dell'apparato genitale maschile prevede la presenza di una coppia di gonadi, cioè gli organi che producono i gameti (sono i testicoli), di tubicini per il trasporto dei gameti (le vie spermatiche), di ghiandole accessorie e di strutture che favoriscono l'accoppiamento (pene). Vediamo.

 

I testicoli


Sono gli organi sessuali primari nell’uomo. Cominciano a produrre liquido spermatico dopo la pubertà, continuando a farlo per tutta la durata della vita dell’uomo. Tale attività è regolata dagli ormoni FSH, LH e testosterone.

 

Ogni testicolo è situato esternamente all'addome, in una sacca detta scroto. Questa posizione consente loro di mantenere una temperatura di circa 2–3°C inferiore a quella corporea, un requisito essenziale per la produzione degli spermatozoi (i gameti maschili): se la temperatura è troppo alta, questa funzione cessa. Gli spermatozoi sono prodotti in risposta alle gonadotropine prodotte dall’ipofisi e al testosterone prodotto nei testicoli stessi.

 

Ogni testicolo è composto da centinaia di tubuli seminiferi strettamente avvolti tra loro che producono gli spermatozoi. Ogni tubulo è rivestito da un epitelio che contiene due tipi di cellule: le cellule germinali o spermatogoni che, dividendosi, danno appunto origine agli spermatozoi e le cellule di Sertoli, che sostengono e forniscono nutrimento agli spermatozoi in sviluppo, secernono il liquido seminale nei tubuli e separano gli spermatozoi dal flusso sanguigno, per impedire alle tossine trasportate nel sangue di danneggiare gli spermatozoi stessi.

 

I tubuli seminiferi sono mantenuti in “compartimenti” separati all’interno di ciascun testicolo; ognuno di questi compartimenti è circondato da tessuto connettivo, vasi sanguigni e grappoli di cellule che secernono il testosterone.

 

L’epididimo


Una volta completato il loro sviluppo, gli spermatozoi sono riversati nel principale dotto dei testicoli, il vaso deferente, attraverso un dotto lungo e arrotolato noto come epididimo. Si tratta di una struttura a forma di virgola situata sopra ciascun testicolo, all’interno dello scroto, che contiene un solo tubicino strettamente avvolto, lungo 5 metri. Lo spermatozoo passa attraverso questo lungo tubicino per raggiungere il vaso deferente, che fuoriesce dalla parte inferiore (coda) dell’epididimo.


Il vaso (dotto) deferente


Il vaso deferente è un condotto lungo 40 cm che trasporta lo spermatozoo dai testicoli ai dotti eiaculatori durante l’eiaculazione. È composto da tre fasci muscolari che sospingono gli spermatozoi lungo tutta la sua lunghezza fino all’uretra, il condotto che collega la vescica all’esterno, attraverso il pene.

 

La prostata e la vescicola seminale


La ghiandola prostatica - una ghiandola sessuale accessoria che si apre nell’uretra subito sotto la vescica e il vaso deferente - insieme alle vescicole seminali e alla ghiandola bulbo-uretrale aggiunge secrezioni alcaline agli spermatozoi al momento dell’eiaculazione.

 

Queste secrezioni costituiscono la quantità maggiore del liquido seminale, il liquido eiaculato dal pene, che trasporta gli spermatozoi attraverso la vagina, proteggendoli così dal suo ambiente acido. Un eiaculato medio ha un volume di circa 2-6 millilitri.

 

Il pene


Il pene costituisce la via per la fuoriuscita sia dell’urina sia del seme. Il suo corpo spugnoso è un cilindro che sostiene l’uretra e si espande a formare il glande sulla punta del pene; i suoi due corpi cavernosi sono due larghi cilindri che formano la parte superiore e quelle laterali del pene.

 

L’erezione del pene è provocata dalla dilatazione delle arterie al suo interno, a loro volta controllate dal sistema nervoso parasimpatico. Gli spazi spugnosi (seni cavernosi) all’interno dei corpi cavernosi si riempiono di sangue a pressione elevata; questo rialzo della pressione sanguigna fa collassare le sottili vene del pene, impedendo al sangue di ritornare indietro e dando così luogo all’erezione.

 

La spermatogenesi


La spermatogenesi è il processo attraverso il quale le cellule spermatiche o spermatozoi - che contengono 23 cromosomi - sono formate a partire dai cosiddetti spermatogoni, che contengono il corredo completo di 46 cromosomi. Poiché anche i gameti femminili (gli ovociti maturi) contengono 23 cromosomi, con la fecondazione si potrà ricostituire nello zigote un corredo cromosomico completo, con metà patrimonio genetico proveniente dalla madre e metà dal padre.

 

Nell'uomo, il processo di spermatogenesi è controllato da fattori posti sul cromosoma maschile Y e, diversamente dallo sviluppo dell’ovulo nella donna, è un processo continuo (e non ciclico, mensile). Le sue fasi sono le seguenti:

 

  1. Le cellule germinali primordiali non sviluppate (spermatogoni) si dividono e si trasformano in spermatociti;
  2. Gli spermatociti passano attraverso diversi stadi di maturazione e si dividono infine dimezzando il numero di cromosomi;
  3. Gli spermatociti continuano a dividersi e a maturare diventando spermatidi;
  4. Gli spermatidi si sviluppano ulteriormente fino a diventare spermatozoi pienamente maturi;
  5. Gli spermatozoi vengono rilasciati attraverso i tubuli seminiferi e impiegano circa 2-3 settimane per percorrere l’epididimo, continuando il loro processo di maturazione. Lo sviluppo dallo spermatogonio allo spermatozoo maturo richiede circa 64-74 giorni.

 

| BSIP SA / Alamy / IPA

 

Gli spermatozoi maturi vengono conservati nella coda dell’epididimo fino all’eiaculazione, ma diventano pienamente funzionali solo quando entrano nel tratto riproduttivo femminile. La coda dell’epididimo è posta nello scroto, che mantiene gli spermatozoi alla temperatura più fresca di cui hanno bisogno per mantenersi in perfetto stato.

 

Gli uomini dopo la pubertà sono di norma costantemente fertili, perché esiste una costante popolazione di cellule staminali in sviluppo all’interno del testicolo (a differenza del numero finito di ovuli nell’ovaio). Ogni 16 giorni si avvia un nuovo ciclo di spermatogenesi e questo avviene in punti diversi del tubulo seminifero, cosi che i cicli possano essere in stadi diversi nei diversi segmenti del tubulo.

Va detto però che anche nel caso dell'uomo la fertilità tende a diminuire con l’avanzare dell’età: a mano a mano che passano gli anni, si producono meno spermatozoi e con più difetti.

 

La struttura dello spermatozoo


Gli spermatozoi maturi hanno una testa e una coda, distintamente visibili. La testa è composta in prevalenza da un nucleo appuntito, che contiene il materiale genetico della cellula. Possiede un cappuccio (il cosiddetto acrosoma), un’ampia vescicola contenente enzimi in grado di rompere l’involucro dell’ovulo durante la fecondazione.

 

La sezione centrale dello spermatozoo è ricchissima di mitocondri, strutture cellulari che hanno il compito di produrre energia.

 

La coda ha invece un flagello con il ruolo di sospingere la cellula durante il suo viaggio verso l’ovulo. Il corpo principale della coda costituisce da solo i due terzi della lunghezza dello spermatozoo.

 

Il controllo ormonale della riproduzione maschile


Dopo la pubertà (tra i 10 e i 15 anni), gli ormoni GnRH, LH e FSH iniziano a controllare la funzione riproduttiva maschile. Come nella donna, il GnRH rilasciato dall’ipotalamo stimola l’ipofisi a produrre LH e FSH: il primo stimola le cellule dei testicoli a produrre e secernere testosterone, mentre il secondo agisce stimolando la spermatogenesi attraverso l’aumento della produzione dei recettori per gli androgeni e stimolando lo sviluppo di recettori per l’LH.

 

Per una guida completa alla fecondazione naturale, dall'anatomia degli apparati coinvolti, al ciclo mestruale, all'impianto dell'embrione, vai all'articolo principale

Fertilità, come funziona la fecondazione naturale

 

Consulenza del prof Carlo Flamigni, medico chirurgo, libero docente in Clinica ostetrica e ginecologica, membro del Comitato Nazionale di Bioetica