La ricerca scientifica contemporanea ha rivolto un'attenzione crescente verso il ruolo della melatonina, ormone secreto dalla ghiandola pineale, non solo come regolatore dei ritmi circadiani, ma come potenziale modulatore della salute riproduttiva. Sebbene la melatonina sia nota per le sue proprietà antiossidanti, la sua interazione con la fisiologia dei gameti maschili presenta scenari complessi, che spaziano dalla protezione cellulare all'interferenza con i meccanismi di motilità.
La biologia della melatonina: origini e funzioni
La melatonina, scoperta nel 1958 dal dermatologo Aaron Lerner, è una sostanza prodotta da una piccola ghiandola, l’epifisi, presente alla base del cervello. Questa molecola pare risincronizzare l’organismo, mantenendo integri sistema neuroendocrino, ormonale e quello immunitario. La secrezione dell'ormone è legata alla mancata stimolazione dei fotorecettori retinici da parte della luce diurna, mentre in presenza di luce l’attività della ghiandola viene inibita e la produzione di melatonina diminuisce. Nelle ore notturne la sua concentrazione nel sangue aumenta, raggiungendo il picco tra le 2 e le 4 della notte per poi diminuire gradatamente con le prime ore del mattino.
Il ruolo di regolazione e mantenimento del ritmo circadiano sembra essere il più importante e conosciuto di questo ormone della ghiandola pineale. Tuttavia, la melatonina svolge anche una serie di altri ruoli importanti nel corpo umano, agendo come antiossidante naturale e scavenger di radicali liberi, impedendo che le cellule vengano danneggiate dalla respirazione e da altre attività metaboliche.
Impatto della melatonina sulla fisiologia degli spermatozoi
Un aspetto critico della ricerca riguarda l'effetto della melatonina durante la capacitazione in vitro (IVC) e l'esocitosi dell'acrosoma del progesterone (IVAE) negli spermatozoi. Studi condotti su modelli animali, in particolare negli spermatozoi di verro, hanno tentato di chiarire tali dinamiche. In esperimenti controllati, IVC e IVAE sono stati indotti in assenza o presenza di melatonina, aggiunta all'inizio della IVC o dopo aver attivato l'IVAE con progesterone.
I risultati hanno mostrato un quadro ambivalente. Sebbene la melatonina non abbia influito sulla maggior parte dei parametri associati alla capacità né sull'IVAE, essa ha ridotto drasticamente la motilità degli spermatozoi, con un effetto massimo a 5 μm. Questo effetto è stato accompagnato da un significativo aumento della percentuale di spermatozoi agglutinati, che era indipendente da cambiamenti evidenti nella distribuzione delle lectine. Sorprendentemente, i livelli di radicali liberi di cisteina erano significativamente più bassi nei trattamenti con melatonina rispetto al controllo dopo 4 ore di incubazione in mezzo capacitante, indicando una scissione tra l'azione antiossidante e la performance meccanica dello spermatozoo.
Inoltre, gli spermatozoi precedentemente sottoposti a IVC in presenza di melatonina 1 μm e utilizzati per la fecondazione in vitro hanno mostrato minore capacità di legare la zona pellucida (ZP) e percentuali più elevate di monospermia. In conclusione, la melatonina influisce sulla motilità degli spermatozoi e sulla stabilità della struttura delle nucleoproteine e modula anche la capacità degli spermatozoi capacitati in vitro di legare l'oocita ZP. Tuttavia, tali effetti non sembrano essere correlati alle sue proprietà antiossidanti o ai cambiamenti nello spermatozoo. Questo lavoro, al contrario di quelli proposti ultimamente, non propone molecole miracolose per raggiungere la gravidanza, ma anzi, ci mette in guardia su possibili interferenze nell’uso di molecole e nelle auto medicazioni.
Fattori ambientali, stress ossidativo e fertilità
L’esposizione alle radiazioni elettromagnetiche rappresenta fonte di preoccupazione per la società odierna, dato l’uso diffuso di dispositivi elettronici e di procedure mediche che comportano radiazioni ionizzanti e non ionizzanti. Recenti pubblicazioni scientifiche hanno esaminato sistematicamente la letteratura per indagare gli effetti della terapia con melatonina sullo stress ossidativo indotto dalle radiazioni nel tessuto testicolare dei roditori. Sono state effettuate analisi istopatologiche a carico dei tessuti testicolari e dello sperma. I ratti e i topi sono stati esposti a radiazioni elettromagnetiche (gamma, roentgen, microonde, radiofrequenza, energia di linea ad alta potenza) e a onde di particelle, evidenziando quanto la protezione antiossidante esogena possa mitigare, ma non sempre neutralizzare, i danni biologici cumulativi.
Relazione tra qualità dei gameti e stress ossidativo
Mentre i meccanismi dell’apoptosi delle cellule somatiche sono stati studiati a lungo, quelli sui gameti non sono ancora del tutto chiariti e molte sono le ricerche in corso, tra cui quella condotta da Hiroshi Tamuta della Yamaguchi University Graduate School of Medicine del Giappone. Nello studio condotto da Tamuta, si è cercato di rintracciare la relazione tra stress ossidativo e la scarsa qualità degli ovociti, valutando se la capacità antiossidante della melatonina migliori la qualità degli ovociti.
I ricercatori hanno analizzato il liquido follicolare durante il prelievo degli ovociti e hanno riscontrato che la concentrazione intrafollicolare di 8-idrossi-2'-deossiguanosina (8OHdG) nelle donne con alti tassi di ovociti degenerati era significativamente più alta rispetto a quella presente nelle donne con bassi tassi di degenerazione degli ovociti. Questo è il più preciso parametro per valutare il danno provocato dai radicali liberi. È stato riscontrato che i livelli di melatonina nel liquido follicolare predicono la salute del futuro ovulo. È stato dimostrato che la semplice somministrazione di melatonina alle donne che cercano di concepire migliora la qualità degli ovuli e aumenta le probabilità di successo della gravidanza.
COS’È LO STRESS OSSIDATIVO E QUALI FATTORI LO PROVOCANO?
Declino della fertilità globale: cause e contesto
Per ragioni che medici e scienziati non comprendono appieno, un numero crescente di persone lotta contro l’infertilità. L’infertilità è stata classicamente vista come un problema femminile, ma gli uomini contribuiscono sempre più ai bassi tassi di gravidanza. Le cause che possono essere attribuite all’uomo sono oggi alla base di circa il 30% dei casi di infertilità. Per motivi non del tutto chiari, il numero di spermatozoi in tutto il mondo è diminuito drasticamente e continua a diminuire.
Cosa sta causando questo declino della fertilità? Esistono diverse ipotesi, tra cui la presenza di estrogeni nelle riserve idriche, l’aumento dell’inquinamento dell’acqua e dell’aria, le radiazioni dei dispositivi elettronici e l’inclinazione generale ad aspettare fino a tarda età per concepire. L’aumento della fecondazione in vitro ha permesso agli scienziati di studiare a fondo quali sono i fattori che rendono un ovulo più sano e più probabile che si trasformi in un embrione. Il ciclo di vita di un ovulo è complesso ed estremamente importante per la fecondazione, e ciò lo rende un’area di studio popolare nel mondo della fertilità. Gli ovuli, o ovociti, trascorrono la maggior parte della vita di una donna inattiva nelle ovaie. Quando viene stimolato, un singolo ovulo inizia a maturare e riprende la divisione cellulare. Matura in un follicolo fino a quando viene rilasciato. Da qui viaggia lungo la tuba di Falloppio fino all’utero, dove si spera venga fecondato.
Igiene del sonno e salute riproduttiva
Insonnia e fertilità non vanno d’accordo. Innanzitutto va ricordato che la melatonina è fondamentale per mantenere in buona salute la riserva ovarica e per mantenere alta la qualità degli spermatozoi. Purtroppo non esiste una ricetta universalmente valida per un corretto riposo. Ogni individuo è diverso e così ognuno dovrà capire da sé le ore da dedicare al sonno notturno. Chiaramente questo tempo cambia a seconda delle fasi della vita.
È importante regolarizzare i cicli circadiani, ovvero i ritmi sonno-veglia, andando a dormire e svegliandosi, tutti i giorni, ad orari regolari. Chiaramente è sempre consigliabile rendere la camera da letto salubre, rilassante e confortevole. Molte persone associano la melatonina al sonno, con buone ragioni. Sebbene la melatonina da sola non possa curare l’infertilità maschile (almeno per quanto ne sappiamo), sembra avere un ruolo importante nella fertilità maschile. Poiché esiste un legame tra la melatonina e i tassi di fertilità, che potrebbe diventare sempre più importante con l’aumento dei tassi di infertilità in tutto il mondo, la comprensione di come il ritmo circadiano influenzi la salute dei gameti rimane una frontiera fondamentale per la medicina riproduttiva. Sebbene molti studi siano stati condotti in vitro, è probabile che i risultati si applichino anche ai concepimenti che avvengono in modo naturale, rendendo lo stile di vita e la gestione del sonno pilastri imprescindibili per il benessere riproduttivo.
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