Un approccio biochimico per lo studio della funzionalità spermatica nel verro: capacitazione e mitocondri

Lo sperma è costituito da spermatozoi sospesi in un mezzo liquido chiamato plasma seminale. Gli spermatozoi sono le cellule germinali maschili presenti negli esseri viventi ed hanno il compito di raggiungere il gamete femminile, l’oocita, per fecondarlo durante la riproduzione sessuale. La capacità fecondante dello spermatozoo è funzione della integrità cromatinica e mitocondriale, entrambe sono necessarie alla cellula nemaspermica per realizzare l’evento fecondativo nel suo complesso. I mitocondri sono organuli presenti in quasi tutte le cellule eucariotiche in numero variabile da poche decine ad alcune migliaia. I mitocondri negli spermatozoi sono localizzati nel “midpiece”, ovvero nella parte che collega la testa al flagello. A conferma di quanto già riportato in letteratura ottenere mitocondri isolati accoppiati è attualmente impossibile: essi sono disposti in un arrangiamento ad elica nel “midpiece” e la loro separazione richiede la rottura dei ponti disolfuro e irreversibile danneggiamento degli organuli. Per ovviare a questo é necessario sottoporre gli spermatozoi ad un trattamento ipotonico così da ottenere una sospensione di cellule demembranate in cui i mitocondri sono completamente accessibili da substrati ed inibitori (Piasecka et al. 2003 – Ferramosca et al. 2008). Scopo della ricerca descritta in questa tesi è stato studiare la bioenergetica mitocondriale nella capacitazione e nel congelamento di spermatozoi di verro. È stato trovato che nella capacitazione si ha aumento del potenziale di membrana dei mitocondri che non dipende dall’ attività del complesso IV della catena respiratoria. Il potenziale di membrana è stato misurato anche dopo diversi “step” di congelamento e dopo lo scongelamento degli spermatozoi di verro trattati ipotonicamente. Quello che si è ottenuto è stato un decremento nella velocità e nell’extent del potenziale di membrana che è risultato statisticamente significativo dopo la fase dello scongelamento. È noto infatti che il seme congelato non ha le stesse caratteristiche e lo stesso tasso di fertilità del seme fresco. Nella ricerca di questa tesi, inoltre, è stato provato che l’utilizzo della pentossifillina aumenta la velocità e l’extent nella creazione di potenziale del seme scongelato. La misura del potenziale di membrana durante congelamento/scongelamento e in seguito a qualsiasi trattamento può rappresentare una misura relativamente semplice per la valutazione della qualità del seme, utile nella fisiologia della riproduzione. Lo studio relativo alle caratteristiche dell’HTC ha confermato che il lattato è substrato energetico per gli spermatozoi. E’ importante sottolineare che fino a pochi anni or sono questo veniva considerato soltanto un prodotto di scarto del metabolismo, prodotto e riversato nello spazio extracellulare. Sono recenti invece ricerche (Passarella S. et al. 2008; de Bari L. 2004; Valenti D. 2002; Atlante A. 2007) in cui si ha evidenza che il lattato è capace di entrare nelle cellule, è ossidato nel citoplasma da parte della cLDH, e infine può essere anche metabolizzato a livello mitocondriale ad opera di una lattato deidrogenasi mitocondriale. I risultati riportati in questa tesi dimostrano che, come nelle cellule nervose e muscolari (Passarella S. et al. 2008), L-LAT aggiunto all’esterno può essere assunto e metabolizzato dalle HTC.