I recettori del calore, scoperti dal Premio Nobel Julius, regolano anche la fertilità degli spermatozoi

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I recettori del calore, scoperti dal neo Premio Nobel per la medicina, David Julius, hanno anche un ruolo importante nella regolazione dei meccanismi di fertilizzazione. I ricercatori dell’Università di Padova, coordinati dal prof. Carlo Foresta e dal dott. Andrea Di Nisio e Luca De Toni, hanno infatti scoperto la presenza del recettore per il caldo, TRPV1, sulla membrana degli spermatozoi umani. L’importanza di questo recettore è spiegata dal fatto che lo spermatozoo, per raggiungere l’ovocita e fecondarlo, deve percepire piccole variazioni di temperatura che gli permettono di risalire fino alla cellula uovo.

I ricercatori padovani hanno dimostrato che questo processo, chiamato termotassi, è regolato proprio dal recettore del caldo TRPV1. Così come per il corrispettivo recettore neuronale scoperto da Julius, anche negli spermatozoi il recettore TRPV1 non solo risponde al calore, ma anche alla capsaicina, sostanza responsabile della sensazione di bruciore data dal peperoncino. L’attivazione di questo recettore determina poi importanti modificazioni funzionali dello spermatozoo che attivano i meccanismi necessari per la fecondazione dell’ovocita, come l’aumento della motilità. Al contrario, quando il recettore funziona meno, viene a mancare la capacità attrattiva e si riduce quindi la capacità fecondante dello spermatozoo.

“Essendo un recettore di membrana, ogni alterazione strutturale della membrana stessa può interferire con la funzionalità di questo importante recettore”, spiega Foresta. “Ad esempio in tutti i casi in cui si verifica un aumento di colesterolo di membrana abbiamo osservato una minor capacità degli spermatozoi di rispondere allo stimolo termico. Questo accade nei casi in cui la produzione di spermatozoi intratesticolari è alterata per patologie preesistenti (per esempio obesità, varicocele, etc.), ma può anche verificarsi in spermatozoi già maturi se questi sono esposti a una temperatura più elevata, che a sua volta induce modificazioni importanti della membrana spermatica, e quindi su tutti i suoi recettori, tra cui proprio TRPV1.”

I ricercatori ipotizzano che le variazioni anomale di temperatura ambientale possano avere quindi un ruolo nel giustificare il progressivo declino della fertilità umana, e che proprio i recettori del caldo sugli spermatozoi possano esserne influenzati negativamente. I risultati sono stati pubblicati su PLos One e sull’International Journal of Molecular Science.

APPROFONDIMENTO

È di questi giorni la notizia del Premio Nobel per la Medicina a David Julius, per gli studi che hanno portato all’individuazione del recettore del calore. La scoperta risale in realtà alla seconda metà degli anni Novanta, quando il prof. Julius cercò di capire come fosse possibile, entrando in contatto con un peperoncino piccante, provare tra le altre cose una sensazione di calore intenso, fino anche alla sudorazione. Julius ipotizzava quindi ci dovesse essere qualcosa in grado di “ingannare” il cervello, facendo percepire calore; questo qualcosa fu scoperto essere è la capsaicina. L’ipotesi fu quindi quella di individuare un recettore specifico che si attivasse col calore e col piccante. Si è così arrivati alla scoperta del TRPV1, un recettore di membrana presente sulle cellule sensoriali che si attiva a temperature elevate e in presenza di capsaicina, la sostanza che determina il piccante del peperoncino.

I ricercatori dell’università di Padova si sono chiesti se il recettore del calore TRPV1 potesse essere espresso anche negli spermatozoi, una sorta di “neuroni con la coda”, noti esprimere una moltitudine di recettori già presenti sulle cellule nervose sensoriali, addirittura anche quelli olfattivi. Tra i tanti compiti dello spermatozoo c’è infatti anche quello di percepire stimoli chimici, meccanici e termici che gli permettono di trovare la strada per raggiungere l’ovocita. È noto che durante la fase ovulatoria si assiste nell’apparato riproduttivo femminile a un incremento della temperatura fino a 37,2°C, che rappresenta un meccanismo di attrazione (termotassi) per gli spermatozoi di fondamentale importanza per la fecondazione. Tuttavia, ad oggi non era noto come gli spermatozoi potessero percepire questo cambiamento di temperatura. Gli esperimenti condotti presso l’Unità di Andrologia e Medicina della Riproduzione dell’Azienda Ospedale Università di Padova hanno dimostrato che l’aumento di temperatura viene percepito dagli spermatozoi grazie allo stesso recettore TRPV1 identificato dal Nobel David Julius, e che, come i neuroni, anche gli spermatozoi rispondono alla capsaicina.