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Molecole lasciapassare per la fecondazione Molecole lasciapassare per la fecondazione ;r ni A B, ;r ■ V^ A , r• Mi *J• • • • V?^ • • \ } V\ SUPERFICIE \ * lA INTERNA FIGURA 1. Schema dell'organizzazione di una membrana cellulare che mostra il doppio strato di molecole di lipidi (rappresentate come tondini neri con due gambe) e le grosse molecole di prolidi immerse nel ciliare.) dei lipidi (tratteggiate). Si notino i ramoscelli attaccati alla parte esterna delle molecole proteiche e che rappresentano gli zuccheri FIGI HA 2. Anche questa figura è fortemente schematizzata e rappresenta una sezione di una calotta di un uovo. L'uovo è ravvolto da un imoluCltl, dello involucro vitellino (tratteggialo) dal quale emergono i ciuffelti di glicoproteine che sono i recettori ai quali si attaccano gli spermatozoi (le dimensioni dei ciuffelli sono state esagerale), lo schema mostra come uno spermatozoo si attacca con il suo estremoanteriore ad un recettore, (ili spermatozoi sono cellule altamente specializzate forniate da un nucleo (n). un cosiddetto pezzo intermedio (i) che è l'orfanello dal quale lo spermatozoo deriva l'energia per il suo movimento, e da un flagello (f). a mezzo del quale si muove velocemente e del quale è rappresentato un pezzo solo. Anche lo spermatozoo, come tutte le cellule, è ravvolto da una sua membrana (che è quella che porta i recettori) IN un articolo precedente ho parlato di alcune nuove idee sul modo come le cellule del sistema nervoso si riconoscono tra loro. Ho detto che è oggi accettato da tutti che il «riconoscimento» dipende dalla organizzazione molecolare della membrana cellulare. La membrana che delimita ogni cellula e formata da un doppio strato di molecole di sostanze grasse (lipidi), nel quale sono inserite molecole di proteine. Per facilitare la comprensione di questo non facile argomento laccio riferimento alla figura 1. Come si vede nello schema, alcune di queste grosse molecole proteiche attraversano il doppio strato lipidico a tutto spessore ed emergono sia dalla parte interna (quella rivolta verso l'interno della cellula) che dalla parte esterna. Sono come degli -icebergs» che galleggiano sul mare. Le estremità delle molecole proteiche che emergono dalla superficie del -mare» di lipidi portano attaccale molecole di zuccheri (glicidi). Alle molecole torniate da una proteina alla quale sono attaccate molecole di zuccheri, si dà il nome di glicoproteine. In questi ultimi anni si è riconosciuto che i glicidi attaccati alle molecole delle glicoproteine hanno un'enorme importanza per la funzione della cellula. Essi infatti modificano in modo drastico la molecola della proteina. E ciò non soltanto perché gli zuccheri che si possono attaccare sono tanti, ma anche porche uno stesso zucchero può attaccarsi in punti diversi della molecola proteica Quindi, con una molecola proteica di base, si può originare una enorme varietà di molecole glicopioteiche. Il latto più importante e che queste glicoproteine delle membrane cellulari hanno la capacità di riconoscere e trasportare all'interno delle cellule non solo sostanze quali gli ormoni (che servono alla regolazione di molte funzioni delle cellule), ma anche ospiti indesiderabili, quali virus o tossine. E ciò proprio perché queste sostanze o la superficie dei virus hanno una organizzazione molecolare tale da combinarsi (diciamo come una chiave, magari falsa, con una serratura) con le glicoproteine della membrana delle cellule. Alle glicoproteine che hanno questa funzione si dà il nome di recettori. Passo ora. dopo questa indispensabile premessa, all'argomento del modo come si riconoscono lo spermatozoo e l'uovo n>.l processo della fecondazione. Vorrei ricordare, anzitutto, che tutti gli organismi si riproducono per la fecondazione di un uovo prodotto dalla femmina da parte di uno spermatozoo, prodotto dal maschio. Ora e nolo a tutti che un cane non si incrocia con un gatto o con una scimmia. E questo perché, anche se si riuscisse a farli accoppiare, lo spermatozoo del cane e l'uovo del gatto non si riconoscono: o. si potrebbe dire, si riconoscono come -diversi». Cosa vuol dire riconoscersi? Oggi cominciamo a capirlo. Significa che la superficie di un uovo e quella di uno spermatozoo — e cioè le loro membrane cellulari — contengono glicoproteine (ed ecco il perche della lunga introduzione sulle glicoproteine) che (ormano come ciuffetli e che servono alle uova e agli spermatozoi per riccnoscersi e attaccarsi gli uni agli altri. Questo e illustrato In torma molto schematica nella figura 2. Quindi, il gioco di riconoscimento e attacco tra uova e spermatozoi della stessa specie, dipende proprio dalla specifica organizzazione e composizione di questi recettori. E la parte più importante del gioco é fatta dagli zuccheri che entrano nella composizione delle glicoproteine dei recettori. La dimostrazione forse più elegante di questo è stata data da due ricercatrici del nostro Laboratorio, alla Stazione Zoologica di Napoli. F. Rosati e R. De Santis. Attraverso una lunga serie di ricerche erano arrivate a formulare l'ipotesi che nel caso della fecondazione di alcuni animali marini, che esse studiano, lo zucchero più importante nella struttura dei recettori e il f ucoso. L'esperimento è consistito nel creare le condizioni per cui le molecole di fucoso dei recettori non potevano incontrarsi (interagire tra loro, come si dice). In queste condizioni gli spermatozoi non riuscivano ad attaccarsi alle uova e quindi non si aveva fecondazione. Eliminando le condizioni che impedivano l'interazione gli spermatozoi immediatamente si attaccavano all'uovo e si aveva la fecondazione. Adesso gli sforzi sono rivolli all'isolamento dei recettori. E' ovvio che questi sludi, trasferiti ai raaramileri. sono di interesse anche dal punto di vista del problema della contraccezione. Se intatti il ruolo dei recettori e quello di attaccarsi gli uni agli altri (quelli degli spermatozoi con quelli delle uova) e ragionevole pensare che recettori isolati dovrebbero attaccarsi ai recettori degli spermatozoi e quindi • bloccarli»: cioè renderli incapaci di interagire con quelli delle uova. In altre parole si tratta di un metodo di contraccezione basato sul -prendere in giro» gli spermatozoi. Alberto Monroy