Circa due mesi fa uno studio pubblicato sulla rivista PNAS da parte di alcuni ricercatori della Cornell University ha rivelato in che modo gli spermatozoi possono cambiare i loro modelli di nuoto per dirigersi verso la cellula uovo, passando da un movimento simmetrico che permette loro di spostarsi in un percorso dritto ad uno asimmetrico che promuove uno stile di nuoto più circolare: questo cambiamento di comportamento, (chiamato iperattivazione), permette agli spermatozoi di perlustrare l'area una volta in prossimità dell'ovulo; il che incrementa le possibilità di trovarlo. In pratica nel corso dei loro esperimenti, (eseguiti in vitro), gli scienziati hanno progettato dei chip microfluidici con canali di dimensioni micrometriche in modo da poter osservare gli spermatozoi di alcuni bovini con un microscopio ed una telecamera ad alta velocità. Ad ogni modo svelando i meccanismi coinvolti nel suddetto processo, questa nuova ricerca non solo è andato a risolvere un mistero su come lo sperma naviga verso la cellula uovo, ma potrebbe anche avere implicazioni per la fecondazione umana in vitro e la riproduzione delle mucche da latte; oltre che fornire nuove informazioni agli ingegneri su come progettare micro-nuotatori robotici. Al riguardo Alireza Abbaspourrad, uno dei principali autori, ha, infatti, spiegato: "Comprendendo ciò che determina il meccanismo di navigazione ed i segnali biofisici e biochimici che spingono uno spermatozoo a raggiungere l'ovulo, potremmo essere in grado di utilizzare questi stessi segnali per trattare le coppie con problemi di infertilità e selezionare la migliore strategia per la fecondazione in vitro". In sostanza durante il loro nuovo lavoro gli studiosi sono riusciti a chiarire il perché dei milioni di spermatozoi che viaggiano attraverso il tratto riproduttivo femminile, solo una manciata di essi alla fine raggiunge il sito di fecondazione: gli spermatozoi rimangono vicini alle pareti laterali e nuotano in linea retta contro una piccola quantità di fluido che scorre dalla parte superiore a quella inferiore del tratto riproduttivo della donna. Tuttavia si è visto che una volta che gli spermatozoi raggiungono la zona di giunzione uterina, entrano nelle tube di Falloppio e si muovono verso la cellula uovo, un afflusso di ioni calcio nel loro flagello innesca, appunto, l'iperattivazione ed il nuoto circolare; anche se al momento sono necessari ulteriori studi per capire esattamente cosa attiva tale incremento dell'afflusso di calcio. Comunque sia i chip microfluidici di cui sopra hanno permesso ai ricercatori anche di manipolare l'ambiente: quest'ultimi hanno, infatti, registrato gli spermatozoi che nuotavano lungo le pareti della struttura, hanno testato dei composti, (tra cui la caffeina), che sono noti per aumentare gli ioni di calcio nel citoplasma di una cellula, e successivamente hanno registrato il cambiamento comportamentale degli spermatozoi in presenza di calcio, i quali, come già detto, sono passati dal nuoto simmetrico e diretto al nuoto circolare ed iperattivato che a sua volta li portava a non stringersi più alle pareti dell'apparato riproduttivo femminile: senza questo cambiamento, gli spermatozoi possono incorrere in vicoli ciechi dove si bloccano. A tal proposito lo stesso Alireza Abbaspourrad ha proseguito dichiarando: "È stato dimostrato che questo stato di nuoto è necessario per la fecondazione. Anche se le osservazioni si sono verificate in un laboratorio in vitro, i risultati forniscono un senso di ciò che potrebbe accadere in vivo". Mentre Meisam Zafferani, altro principale responsabile dell'indagine in questione, ha, infine, affermato: "Pensiamo che l'iperattivazione modula il comportamento di nuoto dello sperma mentre sale verso il sito di fecondazione, a seconda della regione funzionale all'interno del tratto, e di come lo sperma stesso risponde ai fattori biochimici presenti in quell'ambiente".
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