Esame Embriologia e organogenesi

EMBRIOLOGIA E ORGANOGENESI- GIOVANNI LUCA

CICLO OVARICO

È l’insieme di modificazioni ciclicamente indo@e dalle gonadotropine nelle ovaie so@o il controllo

dell’ormone GnRH (ormone del rilascio delle gonadotropine) ogni 28 giorni circa.

È suddiviso in due periodi: fase follicolare e fase luteinica.

La fase follicolare va dal primo giorno in cui avvengono le mestruazioni fino al 14° giorno,

(selezione, sviluppo e ovulazione del follicolo dominante) in questa fase avviene la secrezione di

estrogeni.

La fase luteinica va dal 14° giorno fino la giorno precedente delle mestruazioni successive,

(sviluppo del corpo luteo con secrezione prevalente di progesterone).

Lo sparSacque tra queste due fasi è l’ovulazione cara@erizzata da un cambiamento nel muco e nel

secreto cervicale, e un aumento delle temperatura basale.

All’inizio della fase follicolare l’FSH sSmola i follicoli antrali a completare la crescita, ma soltanto

uno, quello che per primo raggiunge la dimensione maggiore, inizia a secernere estrogeno.

Nella seconda parte della fase follicolare il follicolo dominante produce sempre più estrogeni che

sSmolano l’ipofisi al rilascio massiccio di LH che perme@e al follicolo di completare la sua

maturazione. So@o l’azione di questo ormone le cellule della granulosa diminuiscono la sintesi di

estrogeni e iniziano a produrre progesterone. Questo processo di luteinizzazione inizia già prima

dell’ovulazione ma viene completato successivamente con la formazione del corpo luteo.

Durante la fase luteinica l’elevata concentrazione di progesterone inibisce la secrezione di

gonadotropine impedendo che altri follicoli antrali possano crescere e ovulare.

CICLO UTERINO

La cavità dell’utero è rivesSta da endometrio, epitelio cilindrico semplice da cui originano lunghe

ghiandole tubolari, dal so@ostante conne\vo originano arterie con andamento spirale.

L’endometrio si disSngue in due regioni: strato funzionale superficiale e strato profondo basale

che rigenera lo strato funzionale dopo il flusso mestruale. Parallelamente al ciclo ovarico

avvengono modificazioni ogni mese anche a livello uterino. Viene considerato giorno 1 del ciclo

uterino il giorno della comparsa del flusso mestruale. I cambiamenS dell’utero hanno lo scopo di

preparare l’endometrio ad accogliere l’embrione.

Può essere diviso in tre fasi:

La fase prolifera7va (successiva al periodo delle mestruazioni) coincide con la fase follicolare

dell’ovaio, gli estrogeni sSmolano la proliferazione delle cellule del fondo ghiandolare che

rigenerano l’epitelio di rivesSmento dello strato funzionale.

A questa segue la fase secre7va, inizia dopo l’ovulazione con la secrezione del corpo luteo. Grazie

al progesterone le ghiandole aumentano di volume per accumulo di secreto ricco di glicogeno e

mucine. L’endometrio aumenta di spessore fino a 6mm ed è pronto ad accogliere e nutrire

l’embrione. Fase mestruale inizia 2 se\mane dopo l’ovulazione se non è avvenuta fecondazione, il

corpo luteo diventa corpo albicante, il progesterone si abbassa inducendo la fase ischemica ovvero

il progesterone induce una vasocostrizione delle arterie spirali dello strato funzionale impedendo

al sangue di arrivare ai tessuS, quesS vanno in necrosi e vengono distru\ con le mestruazioni.

FECONDAZIONE

- Interazione spermatozoo/ovocita

- RiprisSno corredo diploide

Lo spermatozoo primiSvo è incapace di fecondare, questo perché nell’epididimo viene

decapacitato da sostanze come la carni&na senno gli enzimi spaccherebbero tu@o. Lo spermatozoo

acquisisce la capacità di fecondare, capacitazione, durante il passaggio nelle vie femminili

probabilmente per la presenza di calcio/progesterone che rimuovono le proteine decapacitanS.

All’interno delle vie femminili si muove grazie al flagello ma sopra@u@o grazie ai movimenS della

muscolatura liscia. Lo spermatozoo raggiunge l’ovocita grazie a segnali chimici inviaS dall’oocita:

chemiotassi e grazie a segnali termici: termotassi; infa\, la temperatura nella tuba, dove avviene

la fecondazione, è maggiore rispe@o all’utero.

Interazione:

1- Spermatozoo penetra le cellule della corona radiata grazie ai colpi di coda, essendo queste

cellule lasse riesce a superarle

2- A questo punto la zona adesine che si trova sulla membrana dello spermatozoo va ad

interagire con le glicoproteine ZP1, ZP2, ZP3, ZP4, ZP5, ZP6 della zona pellucida. Alcune di

queste si legheranno alla membrana mentre altre indurranno la reazione acrosomiale,

ovvero, la proacrosina contenuta nella vescicola acrosomiale so@o la membrana dello

spermatozoo, diventa acrosina e fuoriuscendo corrode la zona pellucida creando un canale

di passaggio per arrivare all’oolemma ( membrana dell’ovocita).

3- Lo spermatozoo arriva così alla membrana dell’ovocita, perde la coda e una volta entrato

avviene la reazione cor7cale, ovvero, i granuli cor7cali situaS so@o l’oolemma si fondono

tra loro formando una sostanza che salda gli spazi di ingresso. I due pronuclei si fondono e

viene riprisSnato il corredo diploide: si forma lo zigote.

4- (ovocita bloccato in metafase II, viene sbloccato solo con la fecondazione) termina la meiosi

II e viene emesso il secondo globulo polare.

1° SETTIMANA

- Discesa

- Impianto

- Disco bilaminare

A 24/30 h dalla fecondazione avviene la prima divisione mitoSca che origina 2 blastomeri (sempre

a livello dell’ampolla tubarica) e iniziano a dirigersi verso l’utero grazie alle ciglia dell’epitelio

(cilindrico pseudostraSficato) e ai movimenS della muscolatura liscia. ConSnuano nel mentre altre

divisioni chiamate segmentazioni poiché non avvenendo sempre citodieresi o non producendo

cellule di uguali dimensioni non possono essere definite mitoSche. Al 3° giorno ho lo stato di

morula (36/64 cellule) che al 4° giorno giunge nella cavità uterina suddivisa in due Spi di cellule:

quelle esterne chiamate trofoblasto e quelle interne chiamate embrioblasto o inner mass. Le

cellule dello strato esterno presentano acquaporine che, presentando canali per il passaggio di

acqua, fanno entrare liquido all’interno andando a formare la blastocis7. Questa è formata da uno

strato di cellule esterne, trofoblasto, che circonda la inner mass e la blastocele, ovvero la cavità

piena di liquido.

Grazie al progesterone l’utero può accogliere l’embrione perché si verifica un ispessimento della

parete. La blastocisS è libera nell’utero per circa 2 giorni avvolta dalla zona pellucida, al 6/7° giorno

avviene quindi lo sgusciamento: l’embrione esce dalla zona pellucida grazie ad enzimi proteoliSci.

Iniziano dunque le tre fasi dell’impianto:

1- APPOSIZIONE: il polo embrionale (quello dove è rivolta la inner mass) presenta dei

microvilli che interagiscono con delle microprotusioni dell’endomentrio, uterodomi. Ciò

rallenta il rotolamento dello zigote nell’utero.

2- ADESIONE: lo zigote e l’endometrio si uniscono stabilmente grazie alle proteine di adesione

della blastocisS quali L-selec7na e Integrina che interagendo con i glucidi

5°,

dell’endometrio bloccano il rotolamento del prodo@o del concepimento nel punto di

impianto. Il punto d’impianto è un punto preciso che si trova nel fondo dell’utero affinchè

non avvengano gravidanze tubariche o extrauterine.

3- INVASIONE: il prodo@o inizia a scendere nell’endometrio. L’enzima IDO: idolammina 2-3

deossigenasi inizia a converSre il triptofano in chinurenine che sSmolano il Treg a produrre

citochine an7nfiammatorie come interluchina 1 o il TGF, affinche la madre possa

tollerare il prodo@o del concepimento e l’embrione non venga rige@ato.

Una volta impiantato abbiamo un embrione bilaminare, infa\, la inner mass si specializza in due

Spi di cellule: quelle rivolte verso il trofoblasto che si chiameranno epiblasto e quelle rivolte verso

la blastocele che si chiameranno ipoblasto. È dalla inner mass che si origineranno i 3 foglie\

germinaSvi e i 2 annessi embrionali.

2° SETTIMANA

- Tappo di chiusura e reazione deciduale

- Cavità amnioSca e sacco vitellino

- 1° conta\ con la madre

Nella regione del polo embrionale le cellule del trofoblasto iniziano a specializzarsi in

citotrofoblasto, a conta@o con la inner mass e la blastocele, e sincoziotrofoblasto che invece è

rivolto verso esterno. Il primo prolifera a\vamente mentre il secondo si forma dalla proliferazione

e fusione delle cellule del cito.

Il sincizio ha enzimi liSci che erodono i vasi sanguigni della madre, al suo interno si formeranno

quindi delle lacune che si riempiranno di sangue materno e avverrà il primo conta@o embrione-

madre.

Al 10° giorno quando l’embrione è completamente inglobato si forma il tappo di chiusura ovvero

una cicatrice di fibrina dalla parte opposta del polo embrionale che ricuce l’endometrio ro@o.

Avviene anche la reazione deciduale ovvero modificazioni morfologiche e funzionali dell’utero,

inizia durante l’ovulazione e si completa dopo l’impianto grazie alla secrezione di HCG da parte

dell’embrione. A livello epiteliale aumenta ‘a\vità secretoria ghiandolare, l’inibizione della

proliferazione cellulare, le arterie si spiralizzano, i fibroblasS si riempiono di glicogeno, proteine e

lipidi. Ha la funzione di:

- Creare un ambiente nutriSvo per l’embrione

- Arrestare l’a\vità erosiva del sincizio

- Creare un ambiente che eviS il rige@o

All’8/9° giorno le cellule dell’epiblasto si staccano dal citotrofoblasto a causa della comparsa di una

cavità piena di liquido secreto da loro stesse, questa cavità si ingrandisce velocemente e verrà

denominata la cavità amnio7ca primi7va. Dall’epiblasto proliferano delle cellule che prendono il

nome di amnioblasS. Gli amnioblasS andranno a formare una membrana amnioSca che cosStuirà

le pareS dell’amnios, contenente liquido amnioSco: amnios defini7vo. L’amnios insieme al sacco

vitellino e al corion andrà a racchiudere completamente l’embrione e lo terrà immerso in un

ambiente liquido per tu@a la gravidanza. Contemporaneamente alla formazione della cavità

amnioSca si ha la proliferazione di cellule dall’ipoblasto o dal citotrofoblasto (non è ancora chiaro)

che vanno a rivesSre internamente il citotrofoblasto e che saranno in conSnuità con l’ipoblasto,

queste cellule cosStuiranno la membrana di Heuser. Lo spazio tra la membrana e l’ipoblasto sarà

la cavità del sacco vitellino primario. Tra la membrana e il citotrofoblasto iniziano a comparire

delle cellule mesenchimali stellate immerse in una sostanza vischiosa che chiameremo magma

re7colare o mesoderma extraembrionale. Il desSno di queste cellule è incerto ovvero, secondo

alcune ipotesi si addensano a ridosso del cito e della parete del sacco vitellino andando a formare

due lamine: splancnopleura e somatopleura, mentre seconda l’altra ipotesi queste derivano da una

nuova migrazione di cellule che rivestono la membrana di Heuser esternamente e il citotrofoblasto

internamente. Il sacco vitellino secondario si va a formare dalla strozzatura trasversale esercitata

dalla splancnopleura, questo si strozza e diminuisce di volume. Alla fine della 2° se\mana il

magma reScolare è quasi completamente riassorbito e sosStuito da una cavità piena di liquido:

celoma extraembrionale. A questo punto il mesoderma extraembrionale è distribuito come

splancnopleura a rivesSre il sacco vitellino definiSvo, come somatopleura a rivesSre l’amnios e

formare il peduncolo di connessione che manSene sospeso l’amnios, il vitellino e il disco

bilaminare all’interno del celoma extraembrionale. È il punto dove in futuro si abbozzerà il cordone

ombelicale. Un diverScolo del sacco vitellino andrà a formare l’ulSmo annesso embrionale nel

peduncolo di connessione: allantoide è il precursore del cordone ombelicale, infa\, nei

mammiferi a@orno ad esso si formeranno i vasi sanguigni che collegheranno l’embrione alla

placenta. Origina da un’invaginazione di endoderma che si sviluppa all’interno del peduncolo di

connessione. Alla nascita, con la recisione del cordone ombelicale, la porzione interna

dell’allantoide diventa un cordone fibroso: l’uraco, che manSene l’apice della vescica a@accato alla

parete addominale

L’insieme del sinciziotrofoblasto, citotrofoblasto e mesoderma extraembrionale è chiamato corion

e la cavità celomaSca extraembrionale viene denominata cavità corionica.

Alla fine di questa se\mana si stabilisce anche una rudimentale circolazione materno-fetale

dall’interazione dei villi con il sangue materno. I villi primari sono delle proliferazioni colonnari di

citotrofoblasto che vanno a conta@o con il sangue materno all’interno delle lacune sanguigne,

formatesi nel sincizio per erosione da parte dei suoi enzimi dei vasi materni. Con la formazione del

mesoderma extraembrionale, questo si inserisce al centro dei villi aumentandone la superficie di

assorbimento: villi secondari.

3° SETTIMANA

(crescita enorme, all’inizio è 0,2 mm e alla fine 2/3 mm)

- Gastrulazione

- Notocorda

- Nerulazione

- Divisione del mesoderma

- metamerizzazione

Avviene la gastrulazione, ovvero il passaggio da embrione bilaminare a trilaminare. Questo inizia

con la formazione della linea primi7va, ovvero un ispessimento dell’epiblasto indo@o da alcune

molecole prodo@e dall’ipoblasto che occupa la parte caudale della linea mediana del foglie@o

germinaSvo. Lungo questa linea si svilupperà l’asse dell’embrione. Nell’estremità cefalica di questa

linea si forma un piccolo rilievo, sempre per proliferazione di epiblasto, che si chiamerà nodo

primi7vo o di Hensen. A livello della linea e del nodo iniziano quindi ad invaginarsi due ondate di

cellule dall’epiblasto. La prima ondata intorno al 15° giorno va a sosStuire l’ipoblasto e forma

l’endoderma definiSvo, la seconda ondata il 16° giorno va a interporsi tra epiblasto ed endoderma

e formerà il mesoderma che si estende ovunque tranne a livello della membrana buccofaringea e

cloacale. Ciò che resta dell’epiblasto formerà l’ectoderma.

Alcune cellule si invaginano a livello del nodo primiSvo e vanno in direzione craniale verso la

membrana buccofaringea andando a formare l’abbozzo della notocorda- l’asse a@orno al quale si

organizzeranno i corpi vertebrali e i dischi intervertebrali. Funzioni: serve come stru@ura assile per

lo sviluppo della colonna vertebrale, agisce da indu@ore della formazione del tubo neurale. Un

cordone di cellule del mesoderma andrà a formare il processo notocordale che intorno al 17°

giorno si cavita e forma il canale cordale, il 18° giorno si va a fondere con l’endoderma, le cellule a

conta@o si riassorbono andando a formare una doccia aperta: canale neuro enterico che me@e in

comunicazione l’amnios e il sacco vitellino per 24h in modo tale che avvenga un passaggio di

molecole. Si forma quindi una placca cordale che al 29° giorno ispessisce e va a ricongiungere i

suoi 2 estremi formando un cordone cilindrico: la notocorda definiSva. Nell’uomo si riassorbe e

rimane solo come nucleo polposo dei dischi intervertebrali.

Al 17° giorno le cellule di ectoderma poste sopra il nodo primiSvo si ispessiscono indo@e dalla

notocorda e formano la placca neurale, la prima evidenza del sistema nervoso centrale. Questa è a

forma di scudo. La parte superiore più ampia, darà origine all’encefalo mentre la parte inferiore al

midollo spinale. La placca inizia a infossarsi nella zona mediana e prenderà la denominazione di

doccia neurale. Alla fine della 3° se\mana i laS della placca si sollevano formando le pieghe

neurali e convergono formando il tubo neurale e le cellule della cresta neurale, ovvero la porzione

dei laS che rimane esterna al tubo; la chiusura del tubo neurale avviene intorno al 20° giorno in

direzione cranio caudale. Alle due estremità si formeranno il neuroporo anteriore e il neuroporo

posteriore che si chiuderanno solo successivamente (a@orno al 24/26° giorno). I dife\ di chiusura

di quesS due pori portano a due patologie chiamate Anencefalia e Spina bifida.

Alla terza se\mana abbiamo anche la suddivisione del mesoderma:

- Mesoderma cordale: notocorda; che separa due lamine di mesoderma, una per lato.

- Mesoderma parassiale: subito al lato del tubo neurale; origina i somiS e quindi si occuperà

della metamerizzazione

- Mesoderma intermedio: avranno origine da qui le vie genitali

- Mesoderma laterale: grazie all’azione di acquaporine si divide in due lamine per lato,

mesoderma splancnico e mesoderma soma7co. Il primo darà origine alle sierose viscerali,

apparato cardiocircolatorio, muscolatura liscia e gonadi. Mentre il somaSco darà origine

alle sierose parietali. Il celoma, liquido che si trova tra i due foglie\ di mesoderma, darà

origine alle cavità sierose tra i due foglie\.

Metamerizzazione.

È la segmentazione cranio caudale del mesoderma parassiale. Si formano ai laS del tubo neurale

dei gruppi di cellule chiamaS somitomeri (prima cranialmente poi scendendo) organizzaS in

epitelio pseudostraSficato che delimita una cavità, somitocele. Dopo pochi giorni, frammentano, i

primi 7 degenerano, e si formano circa 3 paia di somi7 al giorno per un totale di 36/38 per lato.

Ogni somite si evolve in tre stru@ure: sclerotomo, dal quale avranno origine coste e vertebre,

miotomo, dal quale origineranno i muscoli e il dermatomo che darà origine al derma. Per formare

lo sclerotomo le cellule ventro-mediali del somite migrano a@orno alla notocorda e al tubo

neurale. La prima ondata di cellule è proprio questa e originerà le vertebre, alcune prolifereranno

anche lateralmente per formare le coste/sterno. Il miotomo si divide in epiassiale che originerà i

muscoli centrali, dl dorso e della colonn