Testosterone
Il testosterone, un androgeno, è un ormone steroideo prodotto dalle cellule di Leydig. Il termine alternativo per le cellule di Leydig, cellule interstiziali, riflette la loro posizione tra i tubuli seminiferi nei testicoli. Negli embrioni maschili, il testosterone viene secreto dalle cellule di Leydig entro la settima settimana di sviluppo, con concentrazioni di picco raggiunte nel secondo trimestre. Questo rilascio precoce di testosterone porta alla differenziazione anatomica degli organi sessuali maschili. Nell’infanzia, le concentrazioni di testosterone sono basse. Aumentano durante la pubertà, attivando i caratteristici cambiamenti fisici e avviando la spermatogenesi.
Funzioni del testosterone
La continua presenza di testosterone è necessaria per mantenere il corretto funzionamento del sistema riproduttivo maschile, e le cellule di Leydig producono circa 6-7 mg di testosterone al giorno. La steroidogenesi testicolare (la produzione di androgeni, tra cui il testosterone) si traduce in concentrazioni di testosterone che sono 100 volte superiori nei testicoli rispetto alla circolazione. Mantenere queste concentrazioni normali di testosterone promuove la spermatogenesi, mentre bassi livelli di testosterone possono portare alla sterilità. Oltre alla secrezione intratestuale, il testosterone viene anche rilasciato nella circolazione sistemica e svolge un ruolo importante nello sviluppo muscolare, nella crescita ossea, nello sviluppo delle caratteristiche sessuali secondarie e nel mantenimento della libido (desiderio sessuale) sia nei maschi che nelle femmine. Nelle femmine, le ovaie secernono piccole quantità di testosterone, anche se la maggior parte viene convertita in estradiolo. Una piccola quantità di testosterone è anche secreta dalle ghiandole surrenali in entrambi i sessi.
Controllo del testosterone
La regolazione delle concentrazioni di testosterone in tutto il corpo è fondamentale per la funzione riproduttiva maschile. L’intricata interazione tra il sistema endocrino e il sistema riproduttivo è mostrata nella Figura 7.
Figura 11. L’ipotalamo e l’ipofisi regolano la produzione di testosterone e le cellule che aiutano la spermatogenesi. L’ormone di rilascio delle gonadotropine attiva l’ipofisi anteriore per produrre l’ormone luteinizzante e l’ormone follicolostimolante, che a loro volta stimolano rispettivamente le cellule di Leydig e le cellule di Sertoli. Il sistema è un ciclo di feedback negativo perché i prodotti finali del percorso, il testosterone e l’inibina, interagiscono con l’attività dell’ormone di rilascio delle gonadotropine per inibire la propria produzione.
La regolazione della produzione di testosterone da parte delle cellule di Leydig inizia fuori dai testicoli. L’ipotalamo e l’ipofisi nel cervello integrano segnali esterni ed interni per controllare la sintesi e la secrezione di testosterone. La regolazione inizia nell’ipotalamo. Il rilascio pulsatile di un ormone chiamato ormone di rilascio delle gonadotropine dall’ipotalamo stimola il rilascio endocrino di ormoni dall’ipofisi. Il legame dell’ormone di rilascio delle gonadotropine ai suoi recettori sull’ipofisi anteriore stimola il rilascio delle due gonadotropine: l’ormone luteinizzante e l’ormone follicolo-stimolante. Questi due ormoni sono fondamentali per la funzione riproduttiva sia negli uomini che nelle donne. Negli uomini, l’ormone follicolo-stimolante si lega prevalentemente alle cellule del Sertoli all’interno dei tubuli seminiferi per promuovere la spermatogenesi. L’ormone follicolo-stimolante stimola anche le cellule del Sertoli a produrre ormoni chiamati inibitori, che funzionano per inibire il rilascio dell’ormone follicolo-stimolante dall’ipofisi, riducendo così la secrezione di testosterone. Questi ormoni polipeptidici sono direttamente correlati alla funzione delle cellule del Sertoli e al numero di spermatozoi; l’inibina B può essere usata come marcatore dell’attività spermatogenica. Negli uomini, l’ormone luteinizzante si lega ai recettori delle cellule di Leydig nei testicoli e regola la produzione di testosterone.
Un ciclo di feedback negativo controlla prevalentemente la sintesi e la secrezione dell’ormone follicolo stimolante e dell’ormone luteinizzante. Basse concentrazioni ematiche di testosterone stimolano il rilascio ipotalamico dell’ormone di rilascio delle gonadotropine. L’ormone di rilascio delle gonadotropine stimola poi l’ipofisi anteriore a secernere l’ormone luteinizzante nel sangue. Nel testicolo, l’ormone luteinizzante si lega ai recettori dell’ormone luteinizzante sulle cellule di Leydig e stimola il rilascio di testosterone. Quando le concentrazioni di testosterone nel sangue raggiungono una soglia critica, il testosterone stesso si lega ai recettori degli androgeni sia sull’ipotalamo che sull’ipofisi anteriore, inibendo la sintesi e la secrezione dell’ormone di rilascio delle gonadotropine e dell’ormone luteinizzante, rispettivamente. Quando le concentrazioni ematiche di testosterone diminuiscono nuovamente, il testosterone non interagisce più con i recettori allo stesso modo e l’ormone di rilascio delle gonadotropine e l’ormone luteinizzante vengono nuovamente secreti, stimolando una maggiore produzione di testosterone. Questo stesso processo si verifica con l’ormone follicolo stimolante e l’inibina per controllare la spermatogenesi.
L’invecchiamento e il sistema riproduttivo maschile
Il calo dell’attività delle cellule di Leydig può verificarsi negli uomini a partire dai 40-50 anni di età. La conseguente riduzione delle concentrazioni di testosterone in circolazione può portare ai sintomi dell’andropausa, nota anche come menopausa maschile. Mentre la riduzione degli steroidi sessuali negli uomini è simile alla menopausa femminile, non c’è un segno chiaro – come la mancanza di un periodo mestruale – per indicare l’inizio dell’andropausa. Invece, gli uomini riportano sensazioni di affaticamento, riduzione della massa muscolare, depressione, ansia, irritabilità, perdita della libido e insonnia. Una riduzione della spermatogenesi con conseguente riduzione della fertilità è anche riportata, e la disfunzione sessuale può anche essere associata a sintomi andropausali.
Come alcuni ricercatori ritengono che alcuni aspetti dell’andropausa sono difficili da distinguere dall’invecchiamento in generale, la sostituzione del testosterone è talvolta prescritta per alleviare alcuni sintomi. Studi recenti hanno mostrato un beneficio dalla terapia di sostituzione degli androgeni sulla nuova insorgenza della depressione negli uomini anziani; tuttavia, altri studi mettono in guardia contro la sostituzione del testosterone per il trattamento a lungo termine dei sintomi dell’andropausa, mostrando che dosi elevate possono aumentare bruscamente il rischio di malattie cardiache e di cancro alla prostata.
Rassegna del capitolo
Le gamete sono le cellule riproduttive che si combinano per formare la prole. Gli organi chiamati gonadi producono i gameti, insieme agli ormoni che regolano la riproduzione umana. I gameti maschili sono chiamati spermatozoi. La spermatogenesi, la produzione di sperma, avviene all’interno dei tubuli seminiferi che costituiscono la maggior parte del testicolo. Lo scroto è il sacco muscolare che contiene i testicoli al di fuori della cavità corporea.
La spermatogenesi inizia con la divisione mitotica degli spermatogoni (cellule staminali) per produrre spermatociti primari che subiscono le due divisioni della meiosi per diventare spermatociti secondari, poi gli spermatidi aploidi. Durante la spermiogenesi, gli spermatidi si trasformano in spermatozoi (spermatozoi formati). All’uscita dai tubuli seminiferi, gli spermatozoi si spostano nell’epididimo dove continuano a maturare. Durante l’eiaculazione, gli spermatozoi escono dall’epididimo attraverso il dotto deferente, un condotto nel midollo spermatico che lascia lo scroto. L’ampolla del dotto deferente incontra la vescicola seminale, una ghiandola che apporta fruttosio e proteine, nel dotto eiaculatorio. Il fluido continua attraverso l’uretra prostatica, dove le secrezioni della prostata si aggiungono per formare lo sperma. Queste secrezioni aiutano lo sperma a viaggiare attraverso l’uretra e nel tratto riproduttivo femminile. Le secrezioni delle ghiandole bulbouretrali proteggono lo sperma e puliscono e lubrificano l’uretra peniena (spugnosa).
Il pene è l’organo maschile della copulazione. Colonne di tessuto erettile chiamate corpora cavernosa e corpus spongiosum si riempiono di sangue quando l’eccitazione sessuale attiva la vasodilatazione nei vasi sanguigni del pene. Il testosterone regola e mantiene gli organi sessuali e il desiderio sessuale, e induce i cambiamenti fisici della pubertà. L’interazione tra i testicoli e il sistema endocrino controlla con precisione la produzione di testosterone con un ciclo di feedback negativo.
Autoverifica
Rispondete alla/e domanda/e seguente/i per vedere quanto bene avete capito gli argomenti trattati nella sezione precedente.
Domande sul pensiero critico
- Spiegate brevemente perché i gameti maturi portano solo un set di cromosomi.
- Quali caratteristiche speciali sono evidenti negli spermatozoi ma non nelle cellule somatiche, e come funzionano queste specializzazioni?
- Come contribuiscono allo sperma ciascuna delle tre ghiandole accessorie maschili?
- Descrivi come avviene l’erezione del pene.
- Mentre gli steroidi anabolizzanti (testosterone sintetico) ingrossano i muscoli, essi possono anche influenzare la produzione di testosterone nel testicolo. Usando quello che sai sul feedback negativo, descrivi cosa succederebbe alla produzione di testosterone nei testicoli se un maschio assumesse grandi quantità di testosterone sintetico.
Glossario
Barriera sangue-testicolo: giunzioni strette tra le cellule del Sertoli che impediscono agli agenti patogeni trasportati dal sangue di accedere alle fasi successive della spermatogenesi e impediscono la potenziale reazione autoimmune allo sperma aploide
Ghiandole bulbouretrali: (anche, ghiandole di Cowper) ghiandole che secernono un muco lubrificante che pulisce e lubrifica l’uretra prima e durante l’eiaculazione
corpus cavernosum: una delle due colonne di tessuto erettile nel pene che si riempiono di sangue durante un’erezione
corpus spongiosum: (plurale = corpora cavernosa) colonna di tessuto erettile nel pene che si riempie di sangue durante l’erezione e circonda l’uretra peniena sulla porzione ventrale del pene
duttone: (anche, vas deferens) condotto che trasporta lo sperma dall’epididimo attraverso il cordone spermatico e nel dotto eiaculatorio; indicato anche come vas deferens
dotto eiaculatorio: condotto che collega l’ampolla del ductus deferens con il condotto della vescicola seminale all’uretra prostatica
epidididimo: (plurale = epididimidi) struttura tubolare a spirale in cui gli spermatozoi iniziano a maturare e vengono conservati fino all’eiaculazione
gamete: cellula riproduttiva aploide che apporta materiale genetico per formare una prole
pene glande: estremità bulbosa del pene che contiene un gran numero di terminazioni nervose
ormone di rilascio delle gonadotropine (GnRH): ormone rilasciato dall’ipotalamo che regola la produzione dell’ormone follicolo-stimolante e dell’ormone luteinizzante dall’ipofisi
gonadi: organi riproduttivi (testicoli negli uomini e ovaie nelle donne) che producono gameti e ormoni riproduttivi
canaleinguinale: apertura nella parete addominale che collega i testicoli alla cavità addominale
cellule di Leydig: cellule tra i tubuli seminiferi dei testicoli che producono testosterone; un tipo di cellula interstiziale
penis: organo maschile della copulazione
prepuzio: (anche, prepuzio) lembo di pelle che forma un collare intorno al glande del pene, e quindi lo protegge e lo lubrifica; detto anche prepuzio
ghiandola prostatica: ghiandola a forma di ciambella alla base della vescica che circonda l’uretra e contribuisce al liquido seminale durante l’eiaculazione
scroto: sacca esterna di pelle e muscoli che ospita i testicoli
semen: liquido eiaculatorio composto da sperma e secrezioni delle vescicole seminali, della prostata e delle ghiandole bulbouretrali
vescicola seminale: ghiandola che produce il liquido seminale, che contribuisce allo sperma
tubuli seminiferi: strutture tubolari all’interno dei testicoli dove avviene la spermatogenesi
cellule di Sertoli: cellule che sostengono le cellule germinali attraverso il processo di spermatogenesi; un tipo di cellula sustentacolare
sperma: (anche, spermatozoo) gamete maschile
cordone spermatico: fascio di nervi e vasi sanguigni che rifornisce i testicoli; contiene il dotto deferente
spermatide: cellule spermatiche immature prodotte dalla meiosi II di spermatociti secondari
spermatocita: cellula che risulta dalla divisione dello spermatogonio e subisce la meiosi I e la meiosi II per formare gli spermatidi
spermatogenesi: formazione di nuovi spermatozoi, avviene nei tubuli seminiferi dei testicoli
spermatogoni: (singolare = spermatogonio) cellule precursori diploidi che diventano spermatozoi
spermiogenesi: trasformazione degli spermatidi in spermatozoi durante la spermatogenesi
testi: (singolare = testicolo) gonadi maschili
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