Lo Spermiogramma e l’Analisi del Liquido Spermatico - i parametri dello spermiogramma
seconda parte (per la prima parte vedi il blog del 2 gennaio 2017)
L’analisi maggiormente diffusa riguarda gli spermatozoi, ovvero la loro quantità, la loro integrità o normalità, la loro mobilità.
Per ciascuno di essi sono stati stabiliti dal WHO (l’ultimo aggiornamento è del 2010, che ormai meriterebbe una attenta revisione) i livelli minimi di quantità, mobilità e integrità riscontrati nella popolazione suddivisa per percentili, ovvero intervalli percentuali di probabilità di ottenere una gravidanza spontanea entro un anno dal termine di impiego di qualunque metodo contraccettivo, fermo restando che la gravidanza debba dipendere unicamente dalla qualità (mobilità e integrità) e dalla quantità degli spermatozoi e non da fattori femminili o di incompatibilità parziale o totale tra i due partner.
Un aspetto critico, sollevato da diversi studi e dall’esperienza clinica, ma anche in origine dallo stesso WHO è che il campione di uomini di cui si è valutato lo sperma è piccolo (intorno ai 1800 soggetti) e non rappresentativo della popolazione generale. Inoltre il tempo di astinenza (2-7 giorni) è molto variabile con inevitabile risentimento sull’esito dei dati per i tempi più lunghi; l’integrità è stata definita secondo i criteri restrittivi che tendono ad eliminare come spermatozoi integri anche quelli con microalterazioni non significative e quindi abbassando anche di molto il livello della percentuale di normalità morfologica.
Vi propongo qui sotto la tabella intera del WHO 2010, così da poter verificare in essa quanto viene osservato nei prossimi paragrafi.
E’ bene precisare che la tabella non ha valore assoluto, ma solo di indicazione di massima e pertanto non è in grado di definire valori soglia per indicare il grado di fertilità e, ancora di più, dello stato di salute della funzione spermatogenica.
Non ritengo pertanto corretto, come molti tendono a fare, sostenere la normalità spermatogenetica utilizzando i valori indicati nella colonna del 5^ percentile quali valori minimi utili. L’esperienza clinica e i rilevamenti della letteratura dimostrano che i valori minimi utili ad un concepimento e ad uno stato di buona salute generale siano il valore intermedio tra 25^ e 50^ percentile (circa il 50% di motilità progressiva) e il valore intermedio tra 75^ e 90^(30% di integrità).
Infine è bene tenere presente che i valori devono sempre essere congruenti tra loro, soprattutto integrità e mobilità progressiva in quanto uno spermatozoo integro è sempre dotato di mobilità progressiva più o meno rapida e quindi la percentuale di spermatozoi integri non può mai superare quella della mobilità progressiva, né può essere notevolmente inferiore.
La tabella quindi non va mai letta per colonne, ma per righe che infatti marco con il colore dei tre dati fondamentali, e poi i tre dati vanno elaborati nel contesto clinico.
Gli strumenti di analisi
I tre dati principali (concentrazione, mobilità, integrità) sono determinabili tramite tre metodologie differenti.
La determinazione si esegue al microscopio ottico ordinario (metodo classico) o connesso con un sistema video e un programma informatico (metodo CASA), tramite una apposito vetrino (i tipi principali sono la camera di Burker e quella di Makler) su cui si pone la piccola goccia di sperma; oppure con un misuratore elettronico (metodo MES-SQA) tramite una apposita micropipetta che contiene la piccola goccia di sperma. Il microscopio ottico ordinario richiede sempre un secondo vetrino con la piccola goccia di sperma distribuita e colorata per la valutazione morfologica.
La concentrazione
Questo parametro è fondamentale per verificare la capacità produttiva dei testicoli; la misura viene fornita in milioni/ml o in migliaia/μl. Una buona attività produttiva testicolare fornisce 50-60 milioni/ml di spermatozoi, dando una probabilità di concepire intorno al 50%. Gli studi degli ultimi anni tuttavia hanno portato l’attenzione sul dato derivato della produzione oraria: il calcolo è eseguito moltiplicando la concentrazione per il volume dello sperma e dividendo il risultato per le ore di astinenza. Tale dato derivato è molto più utile, soprattutto per confrontare spermiogrammi tra loro, in quanto indipendente dal volume e dal tempo di astinenza. Il valore medio di una buona produzione oraria, determinato dagli studi, è di 3±0.5 milioni/ora di spermatozoi.
La mobilità
Questo parametro è fondamentale per verificare la qualità dell’ambiente spermatico e la capacità di muoversi correttamente (mobilità progressiva più o meno rapida) in tale ambiente dello spermatozoo. Uno spermatozoo integro in un ambiente equilibrato e a circa 37 °C corre in linea retta a circa 30±10 μm/sec. La valutazione determina la percentuale degli spermatozoi che hanno questo tipo di mobilità e il valore medio di una buona percentuale di spermatozoi mobili rettilinei è del 50-60%, dando una probabilità di concepire intorno al 50%.
Con il sistema CASA poi si possono determinare i vari caratteri della mobilità fornendo dati utili nel caso di scelta dello spermatozoo migliore per la procreazione assistita. Analoga scelta è ottenibile per più spermatozoi con la tecnica swim-up che separa anche buone quantità di spermatozoi, sempre ai fini della procreazione assistita.
L’integrità o normalità morfologica
Questo parametro è fondamentale per verificare la qualità produttiva e di maturazione degli spermatozoi, nonché del loro danneggiamento in un ambiente sfavorevole. I tre metodi citati determinano l’integrità in modo differente ma se ben eseguiti tendono a fornire un risultato equivalente. Per la determinazione dell’integrità si possono impiegare criteri restrittivi, a volte esaminando gli spermatozoi a ingrandimenti molto elevati (3000-7000x), certamente utili per la fecondazione assistita ma che finiscono per essere eccessivi per valutare una capacità di concepimento naturale.
L’applicazione dei criteri restrittivi, a volte in modo fortemente rigoroso, finisce per dare percentuali di spermatozoi normali incongruenti con la motilità, con l’integrità del DNA, con la capacità reattiva di adesione all’ovocito. La tabella WHO fa riferimento all’impiego dei criteri restrittivi e quindi fornisce percentuali tendenzialmente basse anche per probabilità di concepimento molto alte. Ritengo quindi, condividendo diverse analisi critiche di questi anni, che il valore medio di una buona percentuale di spermatozoi integri possa essere del 30-40%, dando una probabilità di concepire intorno al 90%: ovviamente per avere tale percentuale i criteri debbono essere moderatamente meno restrittivi o è meglio applicare la metodologia elettronica MES-SQA. E’ semplice comprendere come sia fondamentale che gli spermatozoi debbano essere morfologicamente normali; ciò tende ad aumentare la garanzia che il loro DNA e la loro reattività di adesione all’ovocito siano ottimali e quindi efficaci ai fini procreativi.
E’ possibile segnalare come la rigida applicazione dei criteri restrittivi abbia finito per produrre due nuove categorie di soggetti, secondo come si voglia leggere il dato:
i teratozoospermici normofertili, ovvero soggetti con bassa integrità, ma capaci di concepire naturalmente con discreta/buona probabilità… il che è un controsenso evidente
i normospermici infertili, ovvero soggetti con bassa integrità, ma incapaci di concepire naturalmente con discreta/buona probabilità… il che è sempre un controsenso evidente.
Il controsenso di queste due categorie è spesso ben dimostrato dai test DFI (frammentazione del DNA spermatico) e HBA (reattività di adesione all’ovocito) che danno valori di normalità (DFI<30%, HBA>75%) incongruenti con l’integrità da criterio restrittivo minore del 25%.
Altri parametri per la valutazione degli spermatozoi
Non meno importanti, anzi spesso più significativi per decidere della qualità degli spermatozoi e della capacità fertile sono altri quattro parametri:
gli spermatozoi funzionali o efficaci
la vitalità degli spermatozoi
il DFI (indice di frammentazione del DNA spermatico)
il HBA (reattività di adesione all’ovocito)
Questi quattro parametri sono da eseguire sempre contestualmente allo spermiogramma base, ovvero la loro esecuzione richiede sempre anche i parametri di concentrazione, motilità ed integrità degli spermatozoi.
Gli spermatozoi funzionali o efficaci
Questo è un parametro derivato dall’integrazione della normalità morfologica e della motilità progressiva, derivazione ottenibile solo con il sistema elettronico MES-SQA che analizza moltissimi spermatozoi e svolge poi il calcolo integrale statistico. E’ un parametro fondamentale perché consente di sapere la percentuale di spermatozoi con le migliori caratteristiche di integrità e mobilità rettilinea contemporaneamente, ovvero la percentuale di spermatozoi certamente sani. L’analizzatore fornisce il dato in milioni/ml (trattabile poi in milioni/ora) e il valore medio della percentuale di spermatozoi efficaci o funzionali rispetto alla concentrazione degli spermatozoi è del 65%, ovvero circa 2±0.5 milioni/ora, in grado di dare una probabilità di concepire intorno al 60%.
La vitalità degli spermatozoi
Questo parametro consente di verificare se gli spermatozoi abbiano o meno la membrana integra, indipendentemente dalla loro mobilità. Può infatti essere utile sapere, soprattutto quando il dato sulla mobilità è basso, se gli spermatozoi immobili siano vivi e quindi impiegabili in una eventuale fecondazione assistita di tipo ICSI.
Si possono impiegare due modalità: il test all’eosina che colora di rosso gli spermatozoi morti e quindi con la membrana alterata, e il test ipo-osmotico che fa rigonfiare la coda degli spermatozoi vivi e quindi con la membrana integra. In generale si impiega il test ipo-osmotico per selezionare gli spermatozoi da impiegare per l’ICSI in quanto non è tossico. In entrambi i test il valore fornito riguarda gli spermatozoi vivi (mobili e immobili) questi devono essere almeno il 58% (5^ percentile) o affinché uno sperma sia di buona qualità, sul fronte dell’integrità della membrana degli spermatozoi, almeno il 80%.
Il DFI (indice di frammentazione del DNA spermatico)
Questo parametro consente di verificare la percentuale di spermatozoi il cui DNA sia integro, ovvero la percentuale di quelli in cui il DNA sia frammentato: in generale viene fornita questa seconda percentuale che in uno sperma di buona qualità non deve superare il 30%. Il test può essere eseguito con diverse modalità di cui due utili solo per affinare la valutazione (COMET e TUNEL test) con una procedura decisamente laboriosa e dall’esito non breve, ed una (HALO test) molto più facilmente applicabile e molto utile sul fronte della diagnostica di primo livello.
Il test HALO si basa sulla eliminazione delle proteine che condensano il DNA nello spermatozoo e ove il DNA sia integro per quanto venga disperso forma un fiocco (alone intorno allo spermatozoo). E’ così possibile determinare la percentuale di spermatozoi con il DNA integro (con l’alone) rispetto al totale. Quindi si può fornire la percentuale di spermatozoi senza alone (in buone condizioni <30%) o di quelli con l’alone (in buone condizioni >70%). Un basso indice di frammentazione mette al sicuro da importanti errori della composizione del DNA spermatico, riducendo il rischio di inefficacia della fecondazione o di sviluppo dell’embrione. Ovvio che poi occorrano test più sofisticati per verificare il tipo di alterazioni del DNA.
Il test HBA (indice della reattività di adesione all’ovocito)
Questo parametro consente di determinare la percentuale di spermatozoi che sono in grado di aderire all’ovocito, condizione fondamentale perché il processo di fecondazione possa avvenire. Il test rileva, tra gli spermatozoi mobili progressivi, la percentuale di spermatozoi che aderisce a delle microsfere di acido jaluronico e che quindi sono in grado di aderire all’ovocito. Inoltre gli spermatozoi che aderiscono all’acido jaluronico sono sempre spermatozoi maturi, con DNA integro (in generale per il 99%), e quindi indirettamente il testo consente di selezionare spermatozoi ottimali. Il HBA viene infatti eseguito anche in condizioni di sterilità per poter prelevare lo o gli spermatozoi da impiegare per la ICSI. Il valore della percentuale di spermatozoi con mobilità rettilinea progressiva aderenti alle microsfere di acido jaluronico in uno sperma di buona qualità deve essere maggiore del 75%.
.... segue la terza parte
