l’infertilità maschile oggi male infertility today 3 editor: Giovanni M. Colpi /2002 In memory of my friend Alpay Kelâmi (1936-1992) Master of Andrology INDICE AGGIORNAMENTI SULL’ESAME DEL LIQUIDO SEMINALE Rocìo Nuñez Calonge & Pedro Caballero Peregrìn 5 EPIDIDYMITIS AND ORCHITIS: ANDROLOGICAL IMPLICATIONS Gerhard Haidl & Wolfgang Weidner 43 SEASONAL CHANGES IN MEAN VALUES OF SEMINAL PARAMETERS AND HORMONE LEVELS IN ANDROLOGICAL PATIENTS Amrey Krause & Walter Krause 55 LO SCREENING GENETICO NELLE COPPIE INFERTILI Aldo E.Calogero 69 Male infertility today #3 3 AGGIORNAMENTI SULL’ESAME DEL LIQUIDO SEMINALE Rocìo Núñez Calonge & Pedro Caballero Peregrìn Clinica Tambre, Madrid INDICE I INTRODUZIONE II ELEMENTI DI VALUTAZIONE NELL’ESAME DEL LIQUIDO SEMINALE III COMPONENTI DELL’EJACULATO IV CONDIZIONI INIZIALI PER LO STUDIO 1.ESAME MACROSCOPICO 1.1 Liquefazione 1.2 Aspetto 1.3 Viscosità 1.4 Volume 1.5 ph 2.ESAME MICROSCOPICO 2.1 Preparazione routinaria del campione seminale 2.2 Conta degli spermatozoi 2.3 Altri elementi cellulari 2.4 Agglutinazione 2.5 Motilità spermatozoaria 2.6 Vitalità spermatica 2.7 Morfologia spermatica 2.8 Altre cellule dell’ejaculato 3.TEST OPZIONALI 3.1 Biochimica seminale 3.2 Coltura del seme 3.3 Microscopia elettronica 3.4 Test di permeabilità di membrana (HOS TEST) 3.5 Test immunologici V INTERPRETAZIONE DELLO SPERMIOGRAMMA Male infertility today #3 5 VI TESTS FUNZIONALI:DETERMINAZIONE DELLA CAPACITÀ FECONDANTE DELLO SPERMATOZOO 1.INTRODUZIONE 2.STUDIO FUNZIONALE DELLA MOTILITÀ DELLO SPERMATOZOO 2.1 Aspetti fisiologici 2.2 Motilità qualitativa 2.2.1 Studio computerizzato della motilità 2.2.2 Motilità dello spermatozoo nel terreno di cultura:capacitazione “in vitro” 2.2.3 Motilità spermatica nella riproduzione assistita 2.2.4 Alterazione della motilità dello spermatozoo 3.REAZIONE ACROSOMIALE 3.1 Reazione acrosomiale nella riproduzione assistita 4.MATURAZIONE NUCLEARE 5.INTEGRITÀ DELLA MEMBRANA PLASMATICA 6.MORFOLOGIA DELLO SPERMATOZOO 7.SOPRAVVIVENZA DELLO SPERMATOZOO 8.TEST BIOCHIMICI 8.1 Prodotti di reazione dell’ossigeno 8.2 Altri marcatori biochimici VII TEST FUNZIONALI E ATTUALITÀ:RELAZIONE CON LA MICROINIEZIONE SPERMATICA 1.NUOVI CONCETTI DI FUNZIONE SPERMATICA 2.CONCETTI RIMASTI INVARIATI VIII CONCLUSIONI 6 Male infertility today #3 I - INTRODUZIONE ziale progresso nella esplorazione della ferti- lità maschile, tanto che lo studio strutturale e L’indagine biologica della fertilità maschile funzionale dello spermatozoo è diventato ebbe inizio più di 300 anni fa (1677), con la una vera e propria disciplina:la seminologia. scoperta di Antonio Van Leeuwenhoek che, studiando il liquido seminale di un uomo Nel 1929 Macomber e Sanders (1) hanno affetto da gonorrea, osservò “una moltitudine verificato l’utilità della concentrazione degli di animaletti vivi che progredivano con movi- spermatozoi nella differenziazione degli mento serpentiforme della coda, similmente uomini infertili da quelli fertili. Da allora i al movimento natatorio di una anguilla”. ricercatori hanno tentato di stabilire dei valori di riferimento sui campioni seminali per La scoperta di Leeuwenhoek comportò distinguere i fertili dagli infertili. Sfortunata- una divisione delle esistenti teorie preformiste mente, l’identificazione di valori ottimali rima- in due gruppi:quello degli ovisti e quello degli ne ancor oggi motivo di discussione. Per spermatisti, a seconda che si considerasse esempio, nel 1951 MacLeod e Gold (2) pro- più importante l’uovo o gli spermatozoi. posero il valore di 20 milioni di spermatozoi Quest’ultimo orientamento, predominan- per millilitro di eiaculato come limite per te, rappresentava una svolta rispetto alle teo- separare il paziente fertile dall’infertile, men- rie di Esquilo.Non per niente, l’attuale termi- tre nel 1977 Smith e Steinberger proposero ne “spermatozoo” deriva dal greco “Espe- un valore di 10 milioni di spermatozoi. Oggi rien”che significa seminare, a conferma del- manteniamo il primo valore segnalato come la rilevanza di tali teorie. limite tra normalità e bassa concentrazione spermatozoaria, ma sappiamo che per valori Ciononostante le conoscenze e gli studi inferiori a 20 milioni di spermatozoi sono sul liquido seminale umano si sono sviluppa- possibili gravidanze senza grandi difficoltà. te a partire dal 1779, anno in cui Spallanzani ha dimostrato la necessità del liquido semi- Per una valutazione sulle capacità ripro- nale per la fecondazione, mentre nel 1856 duttive nella diagnostica della coppia infertile, Pringsteim ha osservato la penetrazione del- l’analisi del liquido seminale è un test basila- lo spermatozoo nel gamete femminile. re. Lo studio basale dell’eiaculato consiste nella valutazione del numero degli spermato- Infine l’applicazione nella metà del secolo zoi, della motilità e della morfologia che sono delle metodologie epidemiologiche, associa- parametri fondamentali per stabilire se la ta all’espansione in campo biologico della causa dell’infertilità è attribuibile a fattori recente tecnologia, ha permesso un sostan- maschili.Questa indagine di base, per esse- re esaustiva, deve essere eseguita in manie- Traduzione a cura di Alessandro Pizzocaro e ra accurata da personale specializzato in Patrizia Sagone.Revisione a cura di Gianfranco Contalbi, Federica Perazzoli e Paolo Martini grado di interpretare esattamente tutti i dati. Male infertility today #3 7 In questo capitolo verranno considerati criteri che permettano la distinzione tra patolo- dapprima i parametri fondamentali che devo- gico e normalità.Questi criteri sono conosciuti no essere valutati nello studio basale del come test di sensibilitàe di specificità. liquido seminale, quindi la loro interpretazio- Nel contesto dell’infertilità maschile, la ne ed, infine, si esamineranno i test di funzio- sensibilità è espressa dalla percentuale di nalità spermatica e la loro attuale applicazio- pazienti identificati come infertili, in una popo- ne. lazione di uomini che si sa essere infertile. La specificità è espressa dalla percen- II - ELEMENTI DI VALUTAZIONE tuale di maschi identificati come fertili su una NELL’ESAME DEL LIQUIDO popolazione di maschi che si conosce esse- SEMINALE re fertile.Sempre con riferimento all’infertilità, un test sensibile al 100% identificherà corret- Per lo studio del liquido seminale si pos- tamente tutti i pazienti infertili, sebbene alcu- sono utilizzare diverse metodologie tra cui ni maschi fertili possano essere etichettati quelle citologiche, biochimiche o immunolo- impropriamente come infertili. Al contrario, giche. un test specifico al 100% identificherà corret- Ciascun test si basa sull’analisi di differen- tamente tutti i maschi fertili ma alcuni infertili ti parametri implicati nella potenziale capacità potrebbero non essere identificati. fertilizzante del maschio. Per esempio, la Idealmente un test dovrebbe essere sen- misurazione del volume seminale valuta la sibile al 100% e specifico al 100%, ma que- capacità delle ghiandole sessuali accessorie sto può accadere solo quando i test si effet- di produrre una sufficiente quantità di liquido tuano su una popolazione di maschi fertili seminale, mentre la conta spermatica quanti- non sovrapposta a quella di infertili. Ovvia- fica la capacità del testicolo di produrre sper- mente nella pratica ciò accade raramente. matozoi. Ciononostante il riscontro di valori Per questo si generano vari problemi nel ten- normali in un singolo test non implica neces- tativo di stabilire la sensibilità e la specificità sariamente una fertilità regolare, ma esclude dei test nell’esame del liquido seminale: che l’infertilità sia correlabile a quel fattore. Allo stesso modo è possibile che in pazienti 1° - Spesso l’infertilità non può essere con tutti i parametri seminali apparentemente attribuita completamente ad uno dei due regolari siano presenti disfunzioni non evi- partner. Il potenziale di fertilità di ciascuno denziate con i test eseguiti. contribuisce alla fertilità della coppia. Pertanto l’obiettivo dell’analisi seminale 2° - Il potenziale di fertilità dell’uomo e convenzionale è da una parte quello di otte- della donna non rimane costante ma subisce nere una risposta rapida sulle possibilità delle oscillazioni temporali. maschili di procreare, dall’altra di offrire una 3°- L’infertilità maschile è una problemati- diagnosi eziologica accurata per inquadrare ca complessa, in quanto l’esito della fecon- l’infertilità nell’ambito di una patologia uro- dazione dipende da un gran numero di fattori andrologica ben definita, e quindi per instau- fisiologici. L’inadeguatezza di un unico fatto- rare l’approccio terapeutico più idoneo nel re, come ad esempio la spermatogenesi o la singolo caso. penetrazione dello spermatozoo nell’ovocita, Per l’applicazione di qualsiasi test di labo- non implica una alterazione degli altri fattori, ratorio, i ricercatori ed i clinici devono stabilire i ma è sufficiente per indurre infertilità. 8 Male infertility today #3 Inoltre, è di fondamentale importanza 48 ore e massimo 8 giorni*.Il coito interrotto considerare la standardizzazione dei criteri. non è una modalità di raccolta idonea in quan- Ogni laboratorio utilizza una propria metodo- to si può verificare la perdita di una parte del- logia, ma è necessario attenersi ai valori di l’eiaculato e può comportare una contamina- riferimento per poter confermare i risultati. zione del liquido seminale con secrezioni vagi- nali che, in funzione del pH acido, possono interferire irreversibilmente sulla motilità degli III - COMPONENTI DELL’EIACULATO spermatozoi.Anche l’uso del profilattico (pre- servativo) convenzionale non è consigliabile L’eiaculato è la risultante di componenti per la usuale presenza di sostanze spermici- distinte, provenienti dal testicolo, dalle vie semi- de che possono alterare la qualità del liquido nali e dalle ghiandole annesse.Funzionalmen- seminale. Esistono in commercio a tal uopo te le diverse componenti costituiscono un insie- preservativi privi di sostanze spermicide, da me il cui significato biologico è quello di rende- utilizzare in situazioni peculiari (credenze reli- re lo spermatozoo capace di fecondazione. giose, etc.) che rappresentino un impedimen- L’eiaculato normalmente viene emesso in to alla raccolta mediante masturbazione. quattro frazioni differenti: * Nota dell’Editor: Presso il nostro Centro 1 - La frazione pre-eiaculatoria, prodotta usiamo consigliare al paziente, subito dopo dalle ghiandole di Cowper e Littrè, è di consi- la raccolta dell’ejaculato mediante mastur- stenza mucosa e non presenta spermatozoi. bazione, di attendere il tempo necessario affinchè il pene torni pressoché completa- 2 - La frazione iniziale, completamente flui- mente flaccido e di eseguire allora una spre- da, è di produzione prostatica, anch’essa non mitura digitale dell’uretra dal perineo al meato favorendo la fuoriuscita dell’ultima presenta spermatozoi.Rappresenta il 13-33% frazione del liquido seminale che va comple- del volume dell’eiaculato, possiede un pH aci- tare il campione per esame appena raccolto. do e si caratterizza per l’elevata concentrazio- L’uretra maschile infatti, in erezione, contie- ne di fosfatasi acida e di acido citrico. ne in media circa 1 ml, e per campioni di eiaculato non abbondanti questa aliquota 3 - La frazione principale, in parte liquida altrimenti persa può modificare sensibilmen- ed in parte gelatinosa, è la più ricca di sper- te soprattutto il dato della concentrazione nemaspermica per ml.Il rispetto sistematico matozoi e proviene dall’epididimo, dal defe- di questa norma di raccolta, accompagnata rente e dall’ampolla deferenziale. da un periodo prefissato di astinenza preli- minare di 4 o 5 giorni (salvo che in casi par- 4 - La frazione terminale, gelatinosa, è la ticolari identificati dallo specialista) ha forte- più abbondante, rappresentando il 50-80% mente ridotto nella nostra esperienza le ben dell’eiaculato. È prodotta dalle vescicole note importanti fluttuazioni di taluni parame- seminali, perciò è ricca in fruttosio. Ha rea- tri seminali da un campione dell’altro, ren- dendo pertanto più facile il confronto qualita- zione alcalina e vi sono spermatozoi sebbe- tivo dei campioni seminali prima e dopo ne prevalentemente immobili. provvedimenti terapeutici. IV - CONDIZIONI INIZIALI PER È importante evitare temperature estreme LO STUDIO (meno di 20°C e più di 40°C) per il trasporto del campione in laboratorio. Il campione seminale deve essere raccol- to, preferibilmente per masturbazione, dopo Alla consegna del campione, è necessa- un periodo di astinenza sessuale di minimo rio annotare il nome del paziente, il periodo Male infertility today #3 9