Embriologia

Embriologia

Introduzione e studio dei gameti

L'embriologia umana studia lo sviluppo prenatale a partire dallo zigote. La fase embrionale propriamente detta termina tra la 9ª e la 12ª settimana, periodo dopo il quale si parla di feto fino al momento del parto.

Differenze biologiche tra gametogenesi maschile e femminile

• Donna: La produzione dei gameti avviene nell'ovaio, precisamente nella zona corticale esterna, mentre la midollare interna è vascolarizzata. Il differenziamento inizia prima della nascita, si interrompe e riprende alla pubertà. Il numero di gameti è definito alla nascita, stabilendo un periodo di fertilità limitato che si conclude con la menopausa. Biologicamente, questo limite protegge la donna dal notevole sforzo energetico e fisico richiesto dalla gravidanza. Con l'invecchiamento dei gameti, congelati per decenni nella meiosi, aumenta il rischio di aberrazioni cromosomiche.
• Uomo: La produzione di spermatozoi inizia alla pubertà ma ha una durata indefinita. Il dispendio energetico è limitato quasi esclusivamente all'atto della copulazione, consentendo una produzione continua. Tuttavia, nell'uomo adulto moderno si registra una riduzione dell'efficacia riproduttiva: circa il 70% degli spermatozoi in un individuo sano non è in grado di fecondare.

La follicogenesi (maturazione del follicolo ovarico)

Il follicolo è l'insieme della cellula uovo e delle cellule che la circondano. L'ovocita si trova “congelato” nello stadio di diplotene, profase I meiotica. Dalla pubertà, sotto impulsi ciclici, i follicoli evolvono secondo stadi precisi:

• Follicolo primordiale: L'ovocita è circondato da un unico strato di cellule piatte.
• Follicolo primario (pre-antrale): Le cellule follicolari diventano cubiche/cilindriche, con attività metabolica intensa, e proliferano in un epitelio pluristratificato, cellule della granulosa. Si forma la zona pellucida, un involucro acellulare ricco di glicoproteine secretate dall'ovocita: ZP1, con ruolo strutturale, ZP2 e ZP3, fondamentali per il legame con lo spermatozoo e la reazione zonale. La zona pellucida è attraversata da microvilli dell'ovocita e prolungamenti della granulosa che formano giunzioni GAP per la cooperazione metabolica. Lo stroma circostante si organizza in teca interna, molto vascolarizzata e a funzione endocrina, e teca esterna, capsula connettivale fibrosa, separate dalla granulosa tramite membrana basale PAS-positiva.
• Follicolo secondario (antrale): Le cellule della granulosa raggiungono fino a 16 strati e inizia ad accumularsi il liquor follicoli. Questo liquido confluisce creando una cavità detta antro follicolare, che confina l'ovocita su un polo, ancorato alla parete tramite un peduncolo. Ha funzione endocrina e secerne estrogeni e progesterone.
• Follicolo di Graaf (pre-ovulatorio): Raggiunge dimensioni notevoli, visibili a occhio nudo.

Regolazione ormonale e tempistiche

Il passaggio da follicolo primordiale a ovulazione dura 90 giorni. La prima fase, fino a 4 strati di cellule, è ormono-indipendente. Successivamente interviene l'FSH, ormone follicolo-stimolante, che, insieme agli estrogeni, guida la crescita del set di follicoli e la formazione dell'antro.

Nonostante 15-20 follicoli inizino la maturazione, solo uno, il follicolo dominante, risponderà perfettamente al picco di LH, ormone luteinizzante, mentre gli altri andranno incontro a degenerazione, atresia. Nelle ore precedenti l'ovulazione, l'ovocita completa la prima meiosi ed entra nella meiosi II, bloccandosi in metafase II.

L'ovulazione e il corpo luteo

Il picco di LH aumenta enormemente la pressione del liquido antrale e arresta le mitosi della granulosa, portando alla lacerazione del follicolo e all'espulsione dell'ovocita. L'ovocita deve entrare nella tuba entro 10 minuti per raggiungere l'ampolla tubarica, sede fisiologica della fecondazione.

Ciò che resta del follicolo dopo l'ovulazione si trasforma in corpo luteo:

• Se non avviene la fecondazione: Diventa corpo luteo mestruale e poi regredisce in tessuto fibroso biancastro.
• Se avviene la fecondazione: L'embrione invia segnali molecolari secernendo HCG, gonadotropina corionica umana, la molecola rilevata nei test di gravidanza urinari. Il corpo luteo diventa gravidico, 2-3 cm, persiste per mesi e secerne massicce quantità di progesterone, ormone vitale per il mantenimento della gravidanza.

Genetica, epigenetica e diagnosi prenatale

Ricombinazione genetica ed errori

Durante la maturazione dei gameti avviene il crossing-over, ricombinazione omologa del DNA. Questo processo garantisce la variabilità genetica evolutiva, fondamentale per l'adattamento ambientale, ma comporta il rischio di mutazioni de novo qualora il taglio e la ricongiunzione del DNA non avvengano correttamente.

Il cariotipo e le tecniche di diagnosi prenatale

L'essere umano possiede 22 coppie di autosomi e 1 coppia di cromosomi sessuali. I cromosomi metafasici mostrano un bandeggio costante evidenziabile con la colorazione di Giemsa, utile per identificare macro-delezioni.

• Amniocentesi classica: Prelievo di cellule fetali sospese nel liquido amniotico, coltivate in vitro, bloccate in metafase mediante lisi ipotonica e colorate.
• Tecnica FISH: Sviluppata circa 20-25 anni fa, utilizza sonde di DNA complementari marcate con fluorocromi per identificare rapidamente specifiche anomalie numeriche, ad esempio evidenziando i segnali del cromosoma 21.

Principali anomalie cromosomiche citate

• Trisomie autosomiche vitali: Solo tre trisomie permettono di arrivare al termine della gravidanza. La trisomia 21, Sindrome di Down, è la più compatibile con la vita; presenta spesso un fenotipo a mosaico, non tutte le cellule hanno il cromosoma extra, condizionando la gravità del ritardo mentale, ed è associata a difetti cardiovascolari. Le trisomie del 13, Sindrome di Patau, e del 18, Sindrome di Edwards, causano gravi malformazioni che portano quasi sempre al decesso entro i primi due anni di vita.
• Anomalie dei cromosomi sessuali: La condizione X0, Sindrome di Turner, mostra un fenotipo femminile poiché, in assenza del segnale androgenico indotto dal cromosoma Y, lo sviluppo embrionale vira di default verso il sesso femminile, con specifiche alterazioni morfologiche.
• Imprinting genico ed epigenetica: L'imprinting è il silenziamento trascrizionale di un gene tramite modificazioni epigenetiche, metilazione del DNA e acetilazione degli istoni, ereditate in base al sesso del genitore. Esempio classico è la micro-delezione sul cromosoma 15:

Se la delezione è ereditata dalla madre, si sviluppa la Sindrome di Angelman, bassa statura, epilessia, grave ritardo, ipotonia, riso frequente, postura a marionetta, atassia.

Se la delezione è ereditata dal padre, si sviluppa la Sindrome di Prader-Willi, il gene materno è silenziato per imprinting, quindi mancano entrambi i geni attivi; causa ridotta attività fetale, grave ipotonia infantile, iperfagia con obesità grave, ipogonadismo, mani e piedi piccoli, diabete.

Anatomia dell'utero, impianto e placentazione

Anatomia dell'utero e delle tube

L'utero è un organo muscolare cavo, impari, situato al centro della pelvi tra la vescica, anteriormente, e il retto, posteriormente. Accoglie l'embrione e ne permette lo sviluppo.

Le tube di Falloppio, o salpingi, collegano l'o