Appunti di Embriologia

Gametogenesi maschile

Avviene a livello dei tubuli seminiferi del testicolo, la zona dove si ha dopo la pubertà la maturazione dei gameti maschili. Comporta che all’interno del tubulo ci sono due diverse popolazioni di cellule:

• Una staminale → spermatogoni, zona più esterna del tubulo seminifero. Hanno il compito di fare mitosi (da brave staminali), originando una serie di cellule di cui una rimane nel comparto staminale ed una che si avvia verso il processo di differenziazione. → diploide. Questa si differenzia in spermatocita di primo ordine con cromosomi bi-filamentosi, prosegue in meiosi 1 diventando spermatocita di secondo ordine con cromosomi bi-filamentosi, poi questa prosegue in meiosis 2 diventando uno spermatide.
• Lo spermatide è maturo dal punto di vista genetico, giusto numero di cromosomi aploide e mono-filamentoso. → Fenotipicamente non è ancora un gamete deve diventare spermatozoo tramite la spermioistogenesi.

Spermioistogenesi

Lo spermatide è una classica cellula indifferenziata con un corredo di organuli abbastanza modesto (ribosomi liberi qualche cisterna di reticolo ed un piccolo golgi).

→ Dal Golgi si forma una vescicola vescicola acrosomiale o acrosoma che si dispone adiacente al nucleo ad un polo di esso. Questo polo sarà la coda dello spermatozoo. Nuove vescicole continuano ad aggiungersi alla vescicola acrosomiale allungandola, fino ad avvolgere i ¾ del nucleo.

Nel frattempo che si forma la vescicola acrosomiale:

• I due centrioli si vanno a disporre al polo opposto del nucleo, prossimale parallelo alla membrana e distale perpendicolare alla membrana. Il secondo centriolo disposto verticalmente fa da corpuscolo basale per la formazione di un assonema, che si allunga fino a 50 micrometri di lunghezza. → La membrana dello spermatide asseconda l’assonema formando il flagello dello spermatozoo.

In questa fase nel nucleo avvengono delle trasformazioni, gli istoni sono cambiati con proteine più basiche → LEe più piccole, non modulabili causando la completa eterocromatizzazione del genoma aploide protanimmine.

I mitocondri si dispongono nella zona caudale dello spermatozoo e si mettono a spirale attorno alla parte prossimale dell’assonema del flagello, costituendo il serbatoio di energia del movimento dell’assonema del flagello.

Tutti gli altri organuli vengono dislocati in una parte del citoplasma che si strozza progressivamente e gemma via, la vescicola viene fagocitata dalle cellule del Sertoli (cellule di supporto dei tubuli seminiferi) → perché gli organuli inutili al funzionamento sono solo un intralcio. In questo modo si formano gli spermatozoi che in pubertà cominciano a cadere nel lume del tubulo seminifero e da qui imboccano le vie escretrici.

Al momento dell’espulsione all’esterno, gli spermatozoi vengono uniti al fluido secretorio della prostata e → delle vescichette seminali componendo fluido seminale (3 ml di fluido contengono 300 milioni di spermatozoi).

Cellule di Sertoli

Le cellule di Sertoli sono importanti per due ragioni:

• Si uniscono le une alle altre attraverso delle protrusioni laminari del citoplasma e si localizzano al di sopra dello strato degli spermatogoni. Le protrusioni si saldano con giunzioni occludenti formando un comparto interno (in cui avviene meiosi e maturazione dei gameti) che è sottoposto a barriera → si tratta di barriera ematotesticolare (evita che sostanze mutagene vadano ad interferire con la meiosi).
• Inoltre sono sensibili alla gonadotropina ipofisaria FSH stimolate da FSH producono fattori paracrini che inducono maturazione dei gameti. Alla pubertà infatti inizia la secrezione di gonadotropine e grazie al riverbero mediato delle cellule di Sertoli si avvia la produzione di spermatozoi.

Nello stroma tra i tubuli seminiferi specifiche cellule connettivali si differenziano in senso endocrino → formando cellule interstiziali del testicolo sono elementi steroidogenetici anche loro (risentono dell’LH, con LH si mettono a sintetizzare androgeni). La mascolinizzazione, comparsa dei caratteri sessuali secondari, è dovuta al fatto che nella pubertà si avvia la secrezione degli androgeni. Servono insieme ai fattori paracrini delle cellule di Sertoli che stimolano la maturazione e la spermioistogenesi.

Gametogenesi femminile

Avviene nelle gonadi femminili ovaie, che si trovano in posizione addominale. Nelle ovaie durante la vita embrionale ci sono ovogoni (comparto staminale) in proliferazione che originano una certa quantità di cellule gonociti primordiali destinate ad evolvere in gameti femminili. Per ogni ovaio si formano all’incirca 2 milioni di ovogoni, che saranno un patrimonio statico. Già durante la vita intrauterina, a metà gravidanza la produzione degli ovogoni cessa senza riprendere mai più. Quindi la bambina ha un tesoretto di gameti che verrà speso impoverendosi durante la vita fertile, non ci sarà più nessun comparto staminale dopo la vita uterina.

Al termine del processo di attiva proliferazione degli ovogoni, tutte le cellule diploidi formate nelle due → ovaie entrano in blocco in meiosi e da gonociti primordiali divengono ovocita di primo ordine (non prolifera più ad espandere il comparto dei gameti, può solo diventare un gamete). Ovocita di primo ordine deve aspettare circa 14 anni prima di essere usato ai fini riproduttivi. Per questo tempo si blocca nel diplotene della meiosi 1, la meiosi viene sospesa, e la cromatina si despiralizza → stato per consentire ai geni di essere nuovamente trascritti diptiale. Alla nascita e nell’infanzia nelle ovaie ci sono ovociti di primo ordine in stato diptiato.

L’ovocita di primo ordine si dispone all’interno di una guaina di cellule somatiche di supporto che equivalgono alle cellule di Sertoli dei tubuli seminiferi, ma che in questo caso sono chiamate cellule follicolari, perché attorniano l’ovocita di primo ordine e formano una struttura chiamata follicolo ooforo (che ha delle tappe maturative).

Periodo pre-puberale

Durante il periodo la maturazione dei follicoli oofori è molto lenta. L’ovocita in stato diptiato intraprende sintesi macromolecolare piano piano diventa cellula gigante 100-150 micrometri, all’interno di essa oltre ad organuli compaiono dei granuli di vitello o granuli di lecite → (contenenti fosfolipidi) forniscono materiale da costruzione per fabbricare Bio-membrane utili al momento della fecondazione. Le cellule follicolari durante la fase pre-puberale formano un unico strato di cellule cubico basse attorno ad → ogni ovocita questo follicolo con un unico strato di cellule cubico basse è definito follicolo primordiale.

Con la pubertà

Il resto della meiosi riprende, al momento della prima ovulazione, un certo numero di ovociti di primo ordine riprende il via, all’incirca 12 ore prima dell’ovulazione l’ovocita di primo ordine compie la meiosi prima, trasformandosi in due cellule figlie: un ovocita di secondo ordine (aploide bi-filamentoso) ed altra cellula (che dal punto di vista genetico è uguale alla prima) però tutto il citoplasma è → andato all’altra, quindi è solo nucleo destinata ad apoptosi il nome di globulo polare. → Divisione asimmetrica limitata produzione di gameti (solo una delle due evolve a gemete).

Sarà ovocita di secondo ordine ad essere ovulato non pronto (perché bi-filamentoso). → La meiosi nell’ovocita di secondo ordine avviene solo se entra lo spermatozoo, che induce la ri-attivazione del processo meiotico con successiva divisione cellulare asimmetrica. Si formerà un secondo globulo polare ed una cellula uovo (che contiene al suo interno il nucleo dello spermatozoo).

Se non si ha la fecondazione l’ovocita secondo ordine va in apoptosi e si avvia la sua espulsione assieme alla mucosa uterina nel processo della mestruazione. → Quindi gametogenesi femminile finalizzata alla fecondazione.

Evoluzione del follicolo

(all’interno dell’ovaio) → All’inizio è un follicolo primordiale. L’ovocita ha dimensioni ancora contenute siamo intorno ai 50 micrometri e le cellule follicolari sono cubico basse. Verso la pubertà, alcuni dei follicoli primordiali cominciano a cambiare di aspetto in particolare le cellule follicolari si inspessiscono prima diventano cubiche poi diventano cilindriche. La membrana apicale del follicolo rimane a contatto con la membrana dell’ovocita tramite giunzioni gap. Mentre la cellula follicolare si accresce si attiva anche la sua attività metabolica.

→ Le cellule follicolari producono e secernono dal polo apicale che guarda la cellula uovo un materiale composto da glicoproteine e proteoglicani che vanno nello spazio tra le cellule follicolari e la membrana → della cellula uovo (ovolemma), formando un rivestimento esterno membrana o zona pellucida, che si inspessisce fino ad uno spessore di 10 micrometri che avvolge e protegge la cellula uovo (che nel frattempo aumenta le proprie dimensioni) → Questa fase evolutiva porta il follicolo a divenire follicolo primario ed avviene indipendentemente dalla gonadotropina ipofisaria (attivata da orologio biologico). Durante l’evoluzione del follicolo primario, mentre le cellule follicolari producono la zona pellucida, cominciano ad esprimere anche i recettori per gonadotropine.

Nella pubertà

Si producono le gonadotropine e l’FSH dei vari follicoli primari che trova nelle ovaie, sicuramente trova un follicolo in cui l’espressione dei recettori dell’FSH ha un livello ottimale, quel follicolo viene reclutato dall’ FSH e portato avanti fino ad ovulazione. Negli umani solo un follicolo è in questa condizione (parto singolo), no parto plurimo. Questo follicolo giusto, risentendo FSH evolve verso l’ovulazione, sia cellula uovo che cellule follicolari risentono dell’FSH:

• → La cellula uovo aumenta la sintesi delle macromolecole, si accresce ulteriormente e costruisce all’interno tutto quello che gli servirà in eventualità della fecondazione e si avvia a riprendere la meiosi.
• → Cellule follicolari proliferano e si dispongono in più strati, cambiando nome, non si parla più di cellule follicolari, ma di cellule della granulosa.

Negli strati della granulosa, si cominciano a formare degli stacchi tra cellula e cellula con comparsa di piccole lacune che tendono a confluire assieme, all’interno dello spessore delle cellule della granulosa si → forma una cavità antro del follicolo ripiena di fluido che permea dal liquido interstiziale esterno dello stroma ovarico chiamato liquor folliculum.

Un certo numero di cellule di granulosa:

• Rimane a contatto con ovocita.
• Le altre formano la parete esterna del follicolo (delimitando antro del follicolo esternamente).

→ Il follicolo evolve cosi a follicolo secondario viene chiamato anche → follicolo pre-antrale quando le cavità non sono ancora unite a formare un unico antro. Lo stroma esterno al follicolo anch’esso si differenzia, formando attorno alla componente epiteliale delle → cellule della granulosa le teche.

• → Teca più esterna fatta da fibre collagene riccamente vascolarizzata, funzione di contenimento del follicolo.
• Più importanti sono le cellule stromali che sono a ridosso della parete del follicolo secondario → queste si differenziano in senso endocrino formando la teca interna.

→ Queste cellule si differenziano verso la steroidogenesi a partire dal colesterolo sintetizzano metaboliti che vengono passati alle cellule della granulosa che compiono il processo metabolico endocrino trasformando questi metaboliti steroidei negli estrogeni. → Il complesso teca interna + cellule granulosa ghiandola endocrina transitoria che nella donna in età fertile produce il grosso degli estrogeni. → La fase di maturazione del follicolo preparatoria all’ovulazione è definita anche fase estrogenica (perché nel plasma sanguigno è dominata dai livelli di estrogeni).

I livelli di estrogeni al pari degli androgeni hanno anche funzione anabolizzante:

• → Infatti la bambina al momento della pubertà va incontro ad un considerevole sviluppo somatico → compaiono a seguito dell’azione degli estrogeni i caratteri secondari sessuali. Ad esempio, comparsa delle mammelle dovuto al fatto che il tessuto adiposo nella zona anteriore del torace è pieno di recettori per gli estrogeni.
• → Estrogeni sono anche necessari per la maturazione del follicolo fanno si che sempre più liquido riesca a permeare da esterno per cui l’antro del follicolo diventa sempre più grande.

A circa 12 ore dal momento dell’ovulazione, gli estrogeni inducono ovocita di primo ordine a riprendere la meiosi, che porta alla formazione all’interno del cumulo ooforo (ovocita nella zona pellucida rivestito da cellule della granulosa) la ripresa della meiosi porta ad espulsione dall’ovocita della zona pellucida del secondo globulo polare. → In vicinanza del momento dell’ovulazione il follicolo ha dimensioni macroscopiche follicolo vescicoloso o preovulatorio con calibro di 2-3 mm (visibile bene all’ecografia).

Mentre si dilata si sposta verso la superficie dell’ovaio, per cui rispetto ad epitelio che riveste ovaio si trova subito sotto, rivestito solo dalla teca esterna. In questo momento il cumulo ooforo si stacca dalle cellule della granulosa, per cui l’ovocita di secondo ordine, con il primo globulo polare che sta andando in apoptosi, la zona pellucida e le cellule della granulosa del cumulo ooforo, fluttuano liberi nel liquor folliculi. Le cellule del cumulo ooforo perdono i contatti reciproci e si dispongono un po’ come tante cellule disunite e sono vincolate solo attraverso la zona pellucida con le loro giunzioni gap all’ovolemma. Quindi si tratta di una barriera epiteliale per modo di dire. Gli spermatozoi non hanno problemi ad infiltrarsi alle cellule granulose del cumulo ooforo.

Ovulazione

Al momento dell’ovulazione, innalzamento degli estrogeni stimola adenoipofisi a secernere LH. LH aumenta, fa un picco, giunge a livello ovarico e causa la ristrutturazione dello stroma: si attivano metallo proteasi, fibre collagene vengono smantellate, il tessuto connettivo si disfa e la pressione del liquor folliculi fa si che nella zona in cui il follicolo è più vicino alla superficie dell’ovaio si crei un’apertura attraverso la quale il liquor folliculi fuoriesce spruzzando nella piccola pelvi il cumulo ooforo, che però non va perso nello spazio peritoneale, perché gli estrogeni (che sono dei potenti fattori di crescita) hanno indotto delle modificazioni istologiche nella mucosa dell’utero e delle tube uterine.

→ In particolare (porzione terminale delle tube uterine) l’ampolla, dotata di escrescenze digitiformi chiamate fimbrie, è diventata particolarmente voluminosa di fluido interstiziale, per cui si è allungata sopra ovaio ricoprendolo completamente. Quando avviene il lancio del cumulo ooforo fuori dall’ovaio è praticamente certo che viene acchiappato dalle fimbrie dell’ampolla (rivestite di epitelio cilindrico ciliato). Appena il cumulo ooforo si poggia sulla superficie delle fimbrie le ciglie lo muovono verso l’utero.

Tutto il resto del follicolo ooforo collassa su stesso. Collassano le cellule della granulosa e le cellule delle teche. Sotto l’azione dell’LH evolvono ulteriormente in senso endocrino. Le cellule della teca interna continuano a produrre metaboliti indispensabili per fabbricare estrogeni, una certa quota di cellule della granulosa continua questa funzione, altre cellule ex granulosa proliferano, si ingrandiscono in cellule endocrine che producono primariamente progesterone e in seconda istanza la relassina (ormone polipeptidico). Entrambi questi ormoni sono responsabili delle modificazioni che subiscono la mucosa delle tube e dell’utero nella fase post-ovulatoria chiamata fase progestinica. → Nella fase subito dopo ovulazione il sangue della donna è dominato da progesterone.

Se non avviene fecondazione, in un paio di giorni l’adenoipofisi smette di produrre LH, ed è questo che mantiene in vita corpo luteo, di conseguenza tutte le cellule endocrine del corpo luteo vanno in apoptosi e → il corpo luteo è sostituito da una sorta di cicatrice corpo biancheggiante, che contiene collagene cicatriziale. Quindi c’è una caduta a picco dei livelli ormonali a causa dei fenomeni mestruali.

Modificazioni mucosa uterina

Mentre dominano gli ormoni del corpo luteo la mucosa uterina va incontro a modificazioni. Durante la fase estrogenica si ha acuta proliferazione sia dell’epitelio di rivestimento (endometrio), sia delle ghiandole tubulari semplici della mucosa, sia dello stroma della mucosa (inspessito considerevolmente). In questa fase estrogenica se si fa una sezione trasversale della mucosa uterina, si susseguono dalla superficie dove c’è l’epitelio di rivestimento verso la parte profonda che confina con la muscolatura liscia (miometrio).

Si susseguono 3 diversi strati:

• → Primo: superficiale assimilabile a quello che per la cute è il derma papillare. Percorso solo dai dotti → escretori delle ghiandole tubulari dell’utero definito strato compatto.
• Secondo: spesso strato dove sono presenti nello stroma i corpi secernenti (adenomeri) delle ghiandole tubulari della mucosa uterina, quindi la presenza di questi tubuli dal nome sempre più largo, rende → istologicamente questa parte della mucosa uterina, tutta perforata strato spongioso.
• Terzo: le ghiandole uterine terminano in vicinanza del confine tra mucosa e miometrio, ghiandole tubulari terminano con estremità più ristretta rispetto al corpo secernente, queste zone terminali delle ghiandole → occupano l’ultima porzione della mucosa uterina chiamata strato basale.