3. Gametogenesi (spermatogenesi+anatomia dei testicoli, ovogenesi+descrizione generale ovari, dinamica ormonale e azione degli ormoni durante la gametogenesi, differenze tra apparato riproduttivo maschile e femminile)

Controllo ormonale della spermatogenesi

Nell'uomo la spermatogenesi richiede l'azione di una vasta gamma di molecole, essenzialmente di tipo ormonale. Queste molecole ormonali vengono prodotte a livello ipotalamo-ipofisario ma anche a livello testicolare.

I principali ormoni che regolano il processo della spermatogenesi appartengono alla famiglia delle gonadotropine. Le gonadotropine sono una famiglia di tre ormoni: FSH (o ormone follicolo stimolante); LH (o ormone luteinizzante); hCG (gonadotropina corionica umana). Sono tutti degli eterodimeri, cioè costituiti da due diverse subunità ed hanno in comune una catena di 92 aminoacidi che costituisce la subunità beta. FSH ed LH sono prodotti dall'adenoipofisi; l'hCG, invece, è prodotto dalla placenta nel caso in cui un embrione si impianti nell'utero. FSH ed LH sono presenti sia nei maschi che nelle femmine; mentre l'hCG è presente solo nelle femmine. Tutti questi ormoni vengono

secreti in seguito a stimolazione da parte di altri ormoni quali gli ormoni per il rilascio delle gonadotropine (ormoni GnRH). Questi ultimi vengono prodotti dall'ipofisi e dall'ipotalamo. Il GnRH è un peptide di 10 aminoacidi ed è codificato da un gene localizzato sul cromosoma 8. La secrezione del GnRH è di tipo pulsatile, e questo rappresenta un pre-requisito fondamentale per la corretta funzione riproduttiva. I differenti pattern di pulsatilità possono modulare la secrezione delle gonadotropine: la pulasitilità a più lunga frequenza (due o più ore) induce la liberazione di FSH, mentre la pulsatilità a più rapida frequenza (da 30 a 90 minuti) sembra favorire la secrezione di LH. L'FSH agisce promuovendo le prime fasi maturative della spermatogenesi, mentre l'LH ha il compito di stimolare le fasi finali della spermatogenesi. Più precisamente, nel maschio, l'LH stimola la produzione di

testosterone da parte delle cellule di Leydig; l'FSH, invece, attiva la produzione della proteina legante gli androgeni (ABP) da parte delle cellule del Sertoli, che è importante nel legare il testosterone e permettere la sua localizzazione a livello dei tubuli seminiferi dove induce la maturazione degli spermatozoi. Il testosterone, a livello dei tubuli seminiferi, viene ridotto in parte a diidrotestosterone (DHT) ad opera dell'enzima 5-alpha reduttasi, e in parte a estradiolo (o meglio 17-beta estradiolo o E2). L'azione del diidrotestosterone è importantissima già durante la vita uterina, quando quest'ormone determina lo sviluppo dei genitali esterni maschili. Quando per un difetto genetico l'isoforma 5-alfa reduttasi di tipo II è deficitaria, si ha un anomalo sviluppo dei genitali esterni nel feto, che si traduce in disturbi dell'identità sessuale ed infertilità nell'età adulta. Dalla pubertà in poi,

Il diidrotestosterone sostiene lo sviluppo dei cosiddetti caratteri sessuali secondari. Il diidrotestosterone è inoltre importante per lo sviluppo delle masse muscolari e, a livello psicologico, per la comparsa dello stimolo sessuale. Un suo eccesso è implicato nell'insorgenza di ipertrofia prostatica, acne, seborrea, calvizie androgenetica ed irsutismo. Un deficit di diidrotestosterone è chiamato in causa nella comparsa della ginecomastia.

L'estradiolo, prodotto molto più abbondantemente nella donna, contribuisce ai processi di crescita, di maturazione del sistema nervoso e interviene nel metabolismo osseo (cioè le ossa, in un periodo di 5 o 6 anni, vengono demolite e contemporaneamente ricostruite). Le cellule del Sertoli producono, oltre alla proteina ABP, anche un'altra importante proteina, detta inibina B. Quest'ultima viene prodotta quando la concentrazione degli spermatozoi è molto alta. A questo punto,

quindi, l'inibina B agisce a livello ipofisario bloccando la liberazione di FSH. Di conseguenza, le cellule del Sertoli non produrranno altro ABP e il testosterone potrà entrare in circolo permettendo il mantenimento dei caratteri sessuali secondari tipici dell'individuo maschile. Come l'inibina B, anche il testosterone stesso è in grado di attuare un feed-back negativo, bloccando la liberazione di LH da parte dell'ipofisi. OVOGENESI L'ovogenesi è un processo che porta alla formazione dei gameti femminili. GONADI FEMMINILI: GLI OVA L'ovaio rappresenta la gonade femminile. Nella donna adulta ha la forma e la consistenza di una grossa mandorla con dimensioni medie che si riducono dopo la menopausa. Gli ovari, differentemente dai testicoli, non scendono per raggiungere lo scroto, ma vanno incontro a una discesa parziale. Nel caso dei testicoli la discesa è resa possibile dal gubernaculum, che è un cordone di tessuto che si

associa alla base del testicolo e alla pelle che darà lo scroto fungendo da funivia per la discesa del testicolo. Gli ovari sono circondate esternamente da un tessuto epiteliale germinativo. E' così chiamato perché un tempo si pensava, sbagliando, che fosse il precursore delle cellule germinali. Esso è un tessuto molto fragile e sottile, ma con una grande capacità rigenerativa. Questo tessuto poggia su un connettivo denso, detto falsa albuginea, priva di cellule e ricca di fibre collagene. Al di sotto di questo strato si estende il parenchima dell'ovario, il quale è distinto in una zona corticale e una midollare. Nella prima sono localizzati gli ovociti in accrescimento circondati da cellule follicolari; la zona midollare, invece, è la regione centrale dell'ovario a contatto con l'ilo, dal quale penetrano i vasi sanguigni.

FASI DELL'OVOGENESI

La prima fase dell'ovogenesi prevede la proliferazione degli ovogoni,

Che avviene solonei primi tre mesi di vita fetale. Dagli ovogoni prenderanno vita gli ovociti I cheverranno circondati da uno strato di cellule follicolari. Gli ovociti primari arresteranno illoro sviluppo nella fase diplotenica della profase I e la riprenderanno solo alraggiungimento della pubertà. Durante il stazionamento nella fase diplotenicaavviene un incremento dell’attività trascrizionale e si ha l’accumulo di globuli divitello, anche detti placchette di vitello. Questi globuli contengono carboidrati,lipidi e proteine come la vitellogenina che provvedono allo sviluppo degli embrioninelle specie ovipare e ovovivipare. Nel momento in cui la meiosi I viene ripresa eportata a termine si fromerà, per ciascun ovocita I, un ovocita II e un globulo polareprimario. Queste due cellule subiranno poi la seconda divisione meiotica. Al termine diquest’ ultima, dall’ ovocita secondario verrà generato un ovoide e un globulo polaresecondario,

dal globulo polare primario prenderanno vita due globuli polari secondari. Quindi, al termine della meiosi II si saranno formati tre globuli polari secondari e un ovoide a partire da un solo ovogonio. Di queste cellule solo l'ovoide diventerà successivamente una vera e propria cellula uovo. Questo è il motivo per il quale, durante il processo dell'ovogenesi, da un solo ovogonio viene generata una sola cellula uovo. Questo intero processo avverrà in un ciclo detto ciclo mestruale.

MESTRUALE <-> CICLO

Con il termine di ciclo mestruale si fa riferimento a cambiamenti che avvengono mensilmente a livello dell'ovario, dell'utero, della cervice e delle tube. Pertanto in un ciclo mestruale si distinguono un ciclo ovarico, un ciclo uterino, un ciclo della cervice e un ciclo delle tube. Particolare importanza sarà data ai primi due cicli, quello ovarico e quello uterino. Fase follicolare, fase ovulatoria e fase luteinica rappresentano le fasi del ciclo ovarico; il ciclo uterino comprende la fase mestruale, la fase proliferativa e la fase secretoria.

uterino consta di due stadi: nel primo avviene lo sfaldamento della parte funzionale dell'endometrio, nel secondo avviene la proliferazione della parte funzionale dell'endometrio. La prima fase del ciclo ovarico è detta fase follicolare, questa ha inizio a partire dal follicolo primordiale, costituito da un solo strato di cellule di forma appiattita. I follicoli primordiali sono all'incirca 500000 nella bambina prima della pubertà; dalla pubertà in poi, la donna porterà a maturazione solo 500 di questi follicoli primordiali. In seguito all'aumento di FSH, prodotto dall'ipofisi sotto la stimolazione delle GnRH liberate da parte dell'ipotalamo, viene stimolato il follicolo primordiale a diventare primario. Innanzitutto si ha un aumento delle dimensioni dell'ovocita e le cellule piatte ora assumono una forma cubica. L'FSH continua ad agire, stimolando il follicolo primario che si trasformerà in secondario. In

Questo caso verrà a formarsi una membrana, detta membrana pellucida, tra la membrana dell'ovocita e le cellule follicolari. La membrana pellucida si forma perché gli ovociti emanano dei microvilli che entrano in contatto con le cellule follicolari, ricavando da queste nutrimento e informazioni. Il passaggio da follicolo primario a secondario è, inoltre, evidenziato da un aumento degli strati delle cellule follicolari, e dalla formazione di piccole cavità contenenti un liquido prodotto dalle cellule follicolari stesse. Nello stadio successivo, grazie ancora all'attività dell'ormone FSH, il follicolo secondario viene stimolato a diventare follicolo cavitario. In questo passaggio, le cavità che si erano formate a livello del follicolo secondario si fondono a formare un'unica cavità, detta antro follicolare. A causa della formazione dell'antro, le cellule follicolari, disposte su un numero di strati ancora maggiore.

Rispetto a quello che caratterizzava il follicolo secondario, vengono spinte verso le pareti del follicolo: un gruppo di cellule si disporrà intorno all'ovocita formando il cumulo ooforo; le restanti cellule circondano l'antro follicolare, formando lo strato della granulosa. Le cellule del cumulo ooforo che sono più in contatto con l'ovocita si dispongono formando tanti raggi intorno all'ovocita stesso. Pertanto si parla di cellule della corona raggiata. Nel passaggio da follicolo secondario a follicolo cavitario viene modificato anche il tessuto connettivo che circonda il follicolo: si formano due strati, uno esterno (teca esterna) e uno interno (teca interna). La teca interna è molto importante perché dà il via alla produzione di androgeni, che vengono convertiti dalle cellule della granulosa in estrogeni grazie all'azione delle aromatasi; la teca esterna, invece, svolge una funzione di protezione nei confronti del follicolo.

A questo punto si parla di follicolo maturo, e avviene una maggiore produzione dell'ormone LH, prodotto ancora una volta dall'ipofisi.