I recettori della temperatura scoperti dal Nobel per la medicina, David Julius, regolano la fertilità degli spermatozoi umani. Nuova scoperta dell’équipe del professor Foresta

PADOVA – Quando la temperatura sale gli spermatozoi rispondono: scoperto a Padova il recettore del caldo e del piccante che ne regola la capacità fecondante. Ancora una volta protagonista la squadra del professore di origini salentine, Carlo Foresta. 

I recettori del calore, scoperti dal neo premio Nobel per la medicina David Julius, sono stati scoperti avere un importante ruolo anche nella regolazione dei meccanismi di fertilizzazione. I ricercatori dell’Università di Padova, coordinati dal Prof. Carlo Foresta con la collaborazione del Prof Alberto Ferlin e del dott. Andrea Di Nisio 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, la 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 intra-testicolari è alterata per patologie pre-esistenti (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”. Le variazioni anomale di temperatura ambientale possono avere quindi un ruolo nel giustificare il progressivo declino della fertilità umana, e proprio i recettori del caldo sugli spermatozoi potrebbero esserne influenzati negativamente. Queste scoperte sono state pubblicate su due importanti riviste internazionali: PLos One e International Journal of Molecular Science. ha permesso di comprendere i meccanismi di regolazione dei processi di fertilizzazione mediati dalla temperatura.

Approfondimento

E’ di questi giorni la notizia del premio Nobel 2021 per la medicina a David Julius per i suoi studi che hanno portato all’individuazione del recettore del calore. Questa scoperta risale in realtà alla seconda metà degli anni Novanta, quando il prof. Julius cercò di capire come fosse possibile che, entrando in contatto con un peperoncino piccante, proviamo, tra le altre cose, una sensazione di calore intenso fino anche alla sudorazione. Julius pensava quindi che ci dovesse essere qualcosa che “ingannava” il cervello e gli faceva percepire il caldo. Questo qualcosa fu scoperto essere è la capsaicina, una sostanza responsabile della sensazione di bruciore data dal peperoncino. 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 dicapsaicina, la sostanza che determina il piccante del peperoncino.

Parlando di cose piccanti, I ricercatori dell’università di Padova si sono chiesti se il recettore del calore TRPV1 potesse essere espresso anche negli spermatozoi, dei veri e propri “neuroni con la coda” che sono 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 una moltitudine di stimoli chimici, meccanici e termici che gli permettono di trovare la strada per raggiungere l’ovocita. E’ noto che durante la fase ovulatoria nell’apparato riproduttivo femminile si assiste a un incremento della temperatura fino a 37,2°C, che rappresenta un noto 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, diretta dal Prof. Carlo Foresta, hanno dimostrato che l’aumento di temperatura viene percepito dagli spermatozoi grazie allo stesso recettore TRPV1identificato dal nobel David Julius, e, come per i neuroni, anche gli spermatozoi curiosamente rispondono alla capsaicina.