In cosa consiste la capacitazione spermatica?

Da (embriologa), (embriologa), (embriologo), (ginecologo) e (invitra staff).
Aggiornato il 13/10/2020

La capacitazione dello sperma è definita come il processo attraverso il quale lo sperma passa dopo l'eiaculazione e che permette agli spermatozoi rilasciati di acquisire la capacità di fecondare l'ovulo. Si tratta di una serie di modifiche nella sua struttura e nella mobilità che permettono agli spermatozoi di penetrare nella spessa membrana che ricopre l'ovocita per fondersi con esso e dare origine all'embrione.

Questo fenomeno si verifica naturalmente in tutto il tratto riproduttivo femminile e viene imitato in vitro per ottenere trattamenti di riproduzione assistita di successo. In questo articolo distingueremo tra capacità naturale e riprodotta nei processi di inseminazione artificiale e fecondazione in vitro (FIVET).

Capacitazione dello esperma in vivo

Quando gli spermatozoi entrano in contatto con i fluidi del sistema riproduttivo femminile, subiscono la fase finale del loro sviluppo in cui acquisiscono la capacità di fecondare.

Man mano che gli spermatozoi avanzano fino a raggiungere le tube di Falloppio, dove si trova l'ovocita, avviene una serie di trasformazioni. Questo è ciò che conosciamo come capacitazione spermatica. Si verificano principalmente due cambiamenti:

  • Da un lato, gli spermatozoi acquisiscono la capacità di realizzare la reazione acrosoma che faciliterà la penetrazione della zona pellucida. La reazione acrosoma permette il rilascio di enzimi dall'acrosoma (struttura dello sperma), che sono necessari per passare attraverso la zona pellucida.
  • D'altra parte, essi sperimentano un cambiamento nel loro movimento da rettilineo ad un movimento oscillante caratterizzato da forti impulsi dalla testa. Questo è noto come iperattivazione dello sperma.

Una volta che lo sperma viene espulso nell'eiaculazione, l'allenamento non avviene contemporaneamente in tutti gli spermatozoi. In questo modo, quando raggiungeranno l'ovocita, alcuni avranno completato il processo e altri no. Pertanto, quelli già formati mostreranno una maggiore probabilità di essere lo spermatozoo che finalmente permetterà la fecondazione, cioè lo spermatozoo scelto per dare origine al nuovo essere.

Formazione spermatica in vitro

Nel trattamento riproduttivo dell'inseminazione artificiale, gli spermatozoi non attraversano tutto il tratto riproduttivo femminile, poiché si depositano sul fondo dell'utero. Pertanto, è necessario imitare le trasformazioni molecolari della formazione degli spermatozoi in vivo per far sì che acquisiscano la capacità di fecondazione.

Allo stesso modo, nella fecondazione in vitro, sia convenzionale che attraverso la microiniezione spermatica (ICSI), gli spermatozoi devono passare attraverso il processo di formazione al di fuori del corpo femminile, poiché la fusione di ovuli e spermatozoi avviene in laboratorio.

Entrambi i processi richiedono un pretrattamento dello sperma eiaculato noto come capacitazione spermatica in vitro.

La procedura di formazione in laboratorio può essere effettuata in due modi principali:

  • Gradienti di densità
  • Il swim-up

Grazie a queste tecniche, gli spermatozoi vengono separati dal liquido seminale mentre vengono raggruppati secondo la loro motilità e morfologia. In questo modo, si ottiene finalmente una concentrazione degli spermatozoi con la migliore attitudine ad effettuare la fecondazione dell'ovulo.

Gradienti di densità

Due o tre media di diversa densità sono utilizzati nel tentativo di imitare le diverse fasi del percorso che gli spermatozoi farebbero naturalmente attraverso il tratto riproduttivo femminile.

Il terreno viene posto in una provetta da laboratorio dalla massima alla minima densità e poi viene posizionato il campione di sperma. Dopo la centrifugazione della provetta, gli spermatozoi con le migliori qualità saranno stati in grado di superare tutti i gradienti e di raggiungere il fondo. Questa sarà la frazione che separeremo per utilizzarla nella tecnica di riproduzione assistita, poiché sono gli spermatozoi con mobilità progressiva.

Il swim-up

Questa procedura è la più antica. Consiste nel selezionare i migliori spermatozoi in base alla loro capacità di ascendere in un determinato mezzo di coltura.

Il campione di sperma viene centrifugato per concentrare tutte le cellule dell'eiaculato sul fondo della provetta e rimuovere il plasma seminale. Si aggiunge quindi un mezzo di coltura specifico e si lascia il tubo in posizione inclinata in attesa che lo sperma di buona qualità possa nuotare fino al bordo del mezzo.

Dopo circa 45 minuti, la frazione superiore del terreno di coltura viene raccolta dove gli spermatozoi mobili progressivi saranno utilizzati nell'inseminazione artificiale o nella FIVET.

Conteggio mobile dello sperma (MSC)

Dopo l'addestramento, una goccia del campione ottenuto viene analizzata per avere una valutazione del seme che verrà utilizzato nella tecnica riproduttiva.

Il risultato di questa analisi si esprime nel numero di spermatozoi mobili con traiettorie rettilinee per millilitro di sperma eiaculato. Questo è ciò che è noto come TMSC (Conta degli spermatozoi mobili totali).

La capacitazione non viene eseguito solo per ottenere un campione seminale con capacità fecondante prima di procedere con l'inseminazione artificiale o la FIV, ma è anche un test diagnostico per l'infertilità maschile.

In questo senso, ciò che chiamiamo seminogramma TMSC o test di capacitazione spermatica TMSC. Si tratta di un seminogramma di base seguito da un allenamento dello sperma per determinare, in base alla qualità del seme, la migliore tecnica riproduttiva.

Anche se questa è una linea guida, i risultati della formazione sono spesso associati alle tecniche di riproduzione assistita nel modo seguente:

  • REM oltre 3 milioni di spermatozoi mobili per ml di sperma: è indicata l 'inseminazione artificiale.
  • REM oltre 3 milioni di spermatozoi mobili per ml di sperma: si raccomanda la fecondazione in vitro convenzionale (FIVET).
  • REM oltre 1 milioni di spermatozoi mobili per ml di sperma: è indicata l'iniezione intracitoplasmatica di spermatozoi (ICSI).

Domande più frequenti

Come si sceglie la tecnica di formazione dello sperma da applicare in ogni caso?

Da Dr. Mark P. Trolice (ginecologo).

A seconda delle caratteristiche del campione seminale, una volta eseguita la puntura follicolare, si possono utilizzare sia il lavaggio seminale che i gradienti di densità (utilizziamo il sistema iSolate®).

Normalmente, se i parametri seminali sono normali, si utilizzano gradienti di densità. D'altra parte, se i parametri sono anomali, il campione viene lavato. Se in uno studio sulla fertilità viene rilevato un problema di fertilità nell'uomo, di solito viene fatto un lavaggio, mentre l'altra tecnica viene utilizzata nei campioni normozoospermici. In entrambi i casi, l'obiettivo è quello di addestrare il campione.

Quanto dura il processo di formazione dello sperma?

Da Leonor Ortega López (embriologa).

La capacità dello sperma è il processo attraverso il quale lo sperma acquisisce la capacità di fecondare l'ovulo. In un rapporto naturale si verifica dopo l'eiaculazione, quando gli spermatozoi vengono introdotti nel sistema riproduttivo femminile. Mentre in laboratorio forziamo questa formazione attraverso processi di lavaggio dello sperma in cui selezioniamo anche i migliori, eliminando quelli immobili e le sostanze che possono essere tossiche per gli spermatozoi.

In laboratorio, la durata di questo processo è compresa tra i 30 e i 60 minuti, a seconda del tipo di formazione che selezioniamo. Possiamo scegliere tra:

  • Gradienti di densità: dove ci separiamo e ci concentriamo per centrifugazione In questo training selezioniamo gli spermatozoi che riescono ad attraversare i gradienti. Ci vogliono circa 30 minuti.
  • Swim-up: dove centrifughiamo anche il campione per la concentrazione e rimuoviamo il supernatante (plasma seminale). Aggiungiamo un nuovo mezzo e sarà in questo nuovo mezzo che selezioneremo gli spermatozoi che sono riusciti a salire o a "nuotare" dopo 40 minuti in incubatrice.

C'è un modo per fare un training per lo sperma a casa?

Da Andrea Rodrigo (embriologa).

Per fare l'addestramento degli spermatozoi è necessaria una centrifuga da laboratorio, mezzi speciali, conoscere le fasi del processo, ecc. Pertanto, non è una cosa che si può fare da casa.

Qual è il metodo migliore per la capacitazione degli spermatozoi?

Da Andrea Rodrigo (embriologa).

Non c'è tecnica migliore di un'altra, anche se forse il processo di gradiente di densità permette di ottenere campioni più puliti, cioè con una maggiore eliminazione delle cellule e degli spermatozoi con scarsa motilità.

In ogni caso, l'applicazione di uno o dell'altro metodo dipenderà dalle preferenze di ogni clinica della fertilità, dalla qualità del campione di sperma, dalla tecnica di riproduzione assistita che si intende eseguire, ecc.

C'è la possibilità di eseguire una fusione di entrambi. Questo comporterebbe l'applicazione di gradienti di densità e, con il campione ottenuto, l'esecuzione di un "swim-up", cioè lasciare che gli spermatozoi ottenuti nuotino nel terreno di coltura per selezionare, tra quelli buoni, i migliori.

Lettura consigliata

La formazione degli spermatozoi in vitro è un processo utilizzato nell'inseminazione artificiale così come nella FIVET classica e ICSI. Volete conoscere tutte le fasi di queste tecniche di riproduzione assistita? Clicca su questi link:

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Bibliografia

Austin, C.R. (1952) The 'capacitation' of the mammalian sperm. Nature, 170, 326

Bedford, J.M. and Chang, M.C. (1962) Removal of decapacitation factor from seminal plasma by high speed centrifugation. Am. J. Physiol, 202, 179-181.

Bensdorp AJ, Cohlen BJ, Heineman MJ, Vandekerckhove P (2007). Intra Uterine Insemination for male subfertility. Cochrane Database Syst Rev;Art No.: CD000360, doi:10.1002/14651858.CD00360.pub4

Carrell, D; Kuneck, P; Peterson, M; Hatasaka, H et al. (1998). A randomized, prospective analysis of five sperm preparation techniques before intrauterine insemination of husband sperm, Fertil Steril, 69(1):122-6

Morales P, Overstreet JW, Katz DF. Changes in human sperm motion during capacitation in vitro. J Reprod Fertil 1988;83:119–28.

Domande più frequenti: 'Come si sceglie la tecnica di formazione dello sperma da applicare in ogni caso?', 'Quanto dura il processo di formazione dello sperma?', 'C'è un modo per fare un training per lo sperma a casa?' e 'Qual è il metodo migliore per la capacitazione degli spermatozoi?'.

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Autori e collaboratori

 Andrea  Rodrigo
Andrea Rodrigo
Embriologa
Laureato in Biotecnologie presso l'Università Politecnica di Valencia (UPV) con un Master in Biotecnologie della Riproduzione Umana Assistita, insegnato dall'Università di Valencia in collaborazione con l'Istituto Valenciano di Infertilità (IVI). Corso di specializzazione in Genetica Medica. Continua a leggere Andrea Rodrigo
 Leonor Ortega López
Leonor Ortega López
Embriologa
Laurea in Scienze Biologiche presso l'Università di Valencia. Ha studiato un Master in Riproduzione Umana presso la Società Spagnola di Fertilità e l'Università Complutense di Madrid. Attualmente è direttore del Laboratorio di Embriologia della FIVET Spagna.

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Numero associato: 03123-CV
 Luis Gijón Tévar
Luis Gijón Tévar
Embriologo
Laureato in Scienze Biologiche con la specialità di Genetica dell'Università di Valencia. Ha conseguito un Master in Riproduzione Umana presso il Dipartimento di Pediatria, Ostetricia e Ginecologia dell'Università di Valencia, dove ha frequentato anche il Dottorato di Ricerca "Ostetricia e Ginecologia II". Responsabile del Laboratorio di Crioconservazione della FIV Valencia e coordinatore del CrioFIVV.
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Dr. Mark P. Trolice
Dr. Mark P. Trolice
Ginecologo
Dottore in Medicina, specializzato in Ginecologia e Ostetricia, della Rutgers Robert Wood Johnson Medical School nel New Jersey (USA). Professore associato presso il Dipartimento di Ginecologia e Ostetricia della University of Central Florida College of Medicine. Direttore della Clinica Fertility Care: The IVF Center. Titolo di Top Doctor in America. Continua a leggere Dr. Mark P. Trolice
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 Romina Packan
Romina Packan
inviTRA Staff
Redattrice e traduttrice dell'edizione inglese e tedesca di inviTRA. Continua a leggere Romina Packan

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