Appunti Embriologia generale e speciale veterinaria ed Anomalie di sviluppo degli animali domestici

Embriologia generale e speciale veterinaria

Anomalie di sviluppo degli animali domestici - Gametogenesi

Organo genitale maschile

I testicoli sono un organo pari, che si occupa della formazione degli spermatozoi e della sintesi di ormoni sessuali maschili, a partire dalla pubertà. Il testicolo è costituito da:

Struttura del testicolo

Stroma:

• Tonaca vaginale
• Tonaca albuginea
• Setti testicolari
• Mediastino testicolare
• Connettivo interstiziale con cellule di Leydig

Le cellule di Leydig possono essere disposte singolarmente o a gruppi e si trovano adese a un capillare e in contatto tra loro mediante gap junction; possiedono RER molto sviluppato e abbondanti mitocondri. Anche il REL è ben rappresentato perché produce l’enzima 17-beta-idrossisteroidodeidrogenasi che trasforma l’androstenedione in testosterone.

Parenchima:

• Tubuli seminfermi contorti
• Tubuli seminiferi retti
• Rete testis
• Dotti efferenti fino all’epididimo

Le cellule del Sertoli occupano tutto lo spessore dei tubuli seminiferi, sono elementi somatici e non germinali. Hanno funzione di sostegno e nutrimento per le cellule germinali, sono capaci di fagocitare, producono inibina, formano la barriera emato-testicolare e secernono liquido testicolare.

L’epididimo è adeso al testicolo e si divide in testa, corpo e coda, che si continuano nel dotto deferente che raggiunge l’uretra. È costituito da un epitelio cilindrico pseudostratificato con stereociglia e possiede una muscolatura liscia. Ha le funzioni di maturare e accumulare gli spermatozoi, assorbire il liquido testicolare e secernere sostanze metabolicamente attive. Ha decorso tortuoso e di lunghezza molto variabile in base alla specie (81m nel cavallo, 8m nel cane) ma gli spermatozoi impiegano sempre 15 giorni per percorrerlo.

Spermatogenesi

La spermatogenesi deriva dalle cellule germinali primordiali, che si spostano nell’endoderma del sacco vitellino per evitare la differenziazione per poi tornare alla gonade indifferenziata. Si dividono per mitosi, quindi una cellula rimane staminale mentre l’altra va incontro a spermatogenesi, dividendosi ulteriormente per mitosi.

1. Spermatogoni: Si formano per accrescimento degli spermatogoni e vanno incontro a meiosi primaria. Possiedono corredo diploide con contenuto di DNA 4n.
2. Spermatociti primari: Si formano per accrescimento degli spermatogoni e vanno incontro a meiosi primaria. Possiedono corredo diploide con contenuto di DNA 4n.
3. Spermatociti secondari: Vanno quindi incontro a meiosi secondaria.
4. Spermatidi: Possiedono corredo aploide e contenuto di DNA n. Vanno incontro alla spermioistogenesi.

Fasi della spermioistogenesi

• Fase del Golgi: Si forma il granulo acrosomiale.
• Fase del cappuccio: La vescicola acrosomiale va a rivestire i 2/3 anteriori del nucleo e comincia a formarsi il flagello.
• Fase dell’acrosoma: Il nucleo si sposta alla periferia della cellula, la cromatina si addensa, i mitocondri si organizzano accanto alla parete prossimale del flagello.
• Fase di maturazione: Il nucleo ed acrosoma assumono la forma tipica della specie e la maggior parte del citoplasma è fagocitata dalle cellule del Sertoli.

Spermatozoi: Sono formati da una testa contenente nucleo e acrosoma, un collo contenente centrioli e una coda costituita da un flagello.

Quest’ultimo è costituito da:

• Tratto intermedio: assonema, guaina fibrosa, guaina mitocondriale.
• Tratto principale: assonema, fibre proteiche, guaina fibrosa.
• Tratto terminale: solo assonema.

In ogni tubulo seminifero la spermatogenesi procede con un ritmo indipendente, mentre le cellule della stessa sezione del tubulo sono unite da ponti citoplasmatici che garantiscono la sincronizzazione della differenziazione, quindi si parla di onda spermatogenica. Una volta terminata la spermatogenesi, gli spermatozoi ancora immaturi vengono espulsi nel lume del tubulo e raggiungono l’epididimo. Nella coda dell’epididimo raggiungono la loro forma finale e vengono stoccati, inibiti dal fattore di decapitazione secreto dalle cellule a pennacchio dell’epididimo. Lo sperma è composto da spermatozoi e dal liquido prodotto dalle ghiandole annesse all’apparato genitale maschile: prostata, ghiandole bulbo-uretali e vescichette seminali. Gli spermatozoi acquistano la capacità di fecondazione solo lungo il percorso nelle vie genitali femminili nel processo di capacitazione.

Organo genitale femminile

Ovaio: Organo pari adibito alla maturazione (non completa) delle cellule germinali femminili e alla sintesi di ormoni sessuali. È costituito da:

• Mesovario, dipendente dal legamento largo dell’utero
• Epitelio superficiale o germinativo: epitelio di rivestimento pavimentoso o cubico semplice
• Tonaca albuginea
• Parenchima corticale, contente follicoli immersi in un connettivo, e midollare in cui passano i vasi

La fecondazione avviene nelle tube. L’ovaio, tranne che nella cavalla, è ospitato nella borsa ovarica.

Oogenesi

Ha inizio nella vita fetale, quando, con il differenziamento della gonade, le cellule germinali primordiali migrano e colonizzano la corticale dell’ovaio, dove si differenziano in ovogoni, con corredo cromosomico diploide. Gli ovogoni vengono rivestiti da cellule appiattite dell’epitelio superficiale, andando a formare i follicoli ovarici primordiali. Gli ovogoni si accrescono, duplicano il proprio DNA ed entrano nella profase della meiosi I, differenziandosi in ovociti primari e si arrestano. Alla pubertà l’oogenesi ricomincia per effetto delle gonadotropine ipofisarie, che ciclicamente portano alla maturazione di uno o più follicoli e dei relativi oociti: le cellule follicolari pavimentose diventano cubiche ed il follicolo primordiale prende il nome di follicolo primario. Gli ovociti primari, nutriti attraverso le cellule follicolari, si accrescono, completano la prima divisione meiotica formando l’ovocita secondario e si bloccano nella metafase della meiosi II. Le cellule follicolari proliferano e vanno a costituire più strati, che prendono il nome di cellule della granulosa. Tra lo strato interno delle cellule della granulosa e l’ovocita si forma uno strato chiamato zona pellucida. Prolungamenti citoplasmatici tra ovocita e cellule della granulosa attraversano la zona pellucida e formano tra loro delle gap junction, formando la corona radiata. Il connettivo perifollicolare forma due rivestimenti: una teca interna e una esterna. Le cellule follicolari, nutrite dalla teca, cominciano a secernere liquido follicolare, che dapprima si accumula negli spazi intercellulari, quindi nell’antro follicolare, per poi spingere alla periferia le cellule della granulosa, escluse alcune che circondano l’ovocita, che costituiscono il cumulo ooforo. Si forma il follicolo terziario o di Graaf. Al momento dell’ovulazione viene casualmente scelto un follicolo, la teca del follicolo produce testosterone, stimolata dall’LH e la granulosa converte il testosterone in estrogeni e produce inibina, che impedisce lo sviluppo di altri follicoli. Quindi il follicolo terziario si rompe, rilasciando l’ovocita secondario e le cellule della corona radiata, che si staccano dal cumulo ooforo e fluttuano nel liquido follicolare. Il follicolo collassato viene invaso dalle cellule della teca, formando il corpo luteo. Se l’ovocita non viene fecondato il corpo luteo viene detto ciclico o spurio, produce ormoni per un breve periodo e poi degenera in corpus albicans; se invece l’ovocita viene fecondato il corpo luteo è detto gravidico, e sotto stimolo dell’LTH permane per periodi più o meno lunghi.

Ciclo sessuale

Con la pubertà si sviluppa la capacità di generare progenie, ma la maturità, cioè il momento in cui l’animale è capace di esprimere al meglio le caratteristiche della propria specie, viene raggiunta successivamente. Questa si manifesta nella femmina con l’inizio del ciclo estrale, ossia manifestazioni esterne comportamentali e del ciclo mestruale, ossia lo sfaldamento della mucosa uterina (endometrio) nella fase di metaestro (nei primati), determinati da stimoli ormonali.

• Proestro: Maturazione del follicolo ovarico.
• Estro: Follicolo maturo con secrezione di estrogeni, culmina con l’ovulazione.
• Metaestro: Si forma il corpo luteo e le cellule follicolari producono progesterone.
• Diestro: Fase di riposo.

Gli animali possono essere policiclici non stagionali, come la scrofa e la bovina, per cui gli estri si alternano ciclicamente durante l’anno, interrotti solo da gravidanze, periodi di allattamento e condizioni patologiche, o policiclici stagionali, come la cavalla e i piccoli ruminanti, per cui in base alla durata della gravidanza il cucciolo non nasce mai in inverno, poiché i calori sono influenzati dalle ore di luce. In questo secondo caso, gli animali presentano un periodo di anestro, quando le condizioni per la riproduzione sono sfavorevoli. Il mantenimento ormonale della gravidanza è garantito dal progesterone, che viene assunto diversamente a seconda delle specie:

• Nella vacca è assunto mediante il corpo luteo per la prima parte della gestazione, poi dalla placenta.
• Nella cavalla è assunto mediante il corpo luteo per i primi 3 mesi di gestazione, poi dalla placenta.
• Nella pecora è assunto mediante il corpo luteo per i primi 2/3 della gestazione, poi dalla placenta.
• Nella scrofa, nella capra, nei cani e gatti è assunto mediante il corpo luteo per tutta la gestazione.

Sotto stimolo dell’FSH si manifesta l’estro comportamentale. Comincia a produrre inibina.

Fasi del ciclo uterino

• Fase proliferativa (utero) o estrogenica: Proliferazione (mitosi) della mucosa uterina con sviluppo delle ghiandole. Aumenta la vascolarizzazione e il miometrio diventa ipertonico, ipereccitabile (recettori per l’ossitocina). La cervice secerne secreti sierosi che facilitano il passaggio degli spermatozoi. Aumenta lo spessore corneo della vagina. Quest’ultima insieme alla vulva diventa iperemica ed edematosa.
• Fase luteinica (ovaio): Si forma il corpo luteo che produce progesterone sotto stimolo di LH. Il progesterone inibisce GnRH che blocca un nuovo ciclo ovarico.
• Fase secretiva (utero) o progestinica: Il miometrio è ipotonico, le ghiandole continuano ad accrescersi e secernono il latte uterino.

Se non avviene fecondazione:

• Ovaio: Degenerazione del corpo luteo.
• Utero: Desquamazione mucosa uterina con la mestruazione (solo nei primati).

Se avviene fecondazione, il corpo luteo (gravidico) persiste.

Fecondazione

È il processo mediante il quale lo spermatozoo e l’ovocita si fondono a formare lo zigote, ripristinando la diploidia. Avviene nell’ampolla dell’ovidutto, dove gli spermatozoi riescono ad arrivare grazie alla loro mobilità, favorita dalla presenza del flagello e dei secreti e dal giusto pH delle vie genitali femminili nonché dalle contrazioni post-coitali della vagina. Durante questo percorso, inoltre, gli spermatozoi subiscono la capacitazione, ossia acquisiscono la capacità di fecondare, mediante rimozione dei fattori inibitori derivati dal liquido seminale, rimozione del colesterolo dalla membrana plasmatica e perdita di glicoproteine di superficie che impediscono l’interazione tra lo spermatozoo e la zona pellucida dell’ovocita. Una volta che lo spermatozoo è adeso alla zona pellucida avviene la reazione acrosomiale, che permette la penetrazione. Quindi avviene la reazione corticale, mediante cui la zona pellucida si trasforma in una barriera più solida, chiamata membrana di fecondazione, che evita che altri spermatozoi penetrino nella cellula uovo (polispermia). La zona pellucida persisterà nello zigote con funzione di evitare impianti ectopici (es. nelle tube) e per il riconoscimento materno di gravidanza che evita il rigetto dello zigote. A questo punto nell’ovocita riprende la meiosi, portando alla formazione del pronucleo femminile, che, insieme a quello maschile, perde la propria membrana portando all’unione dei due corredi aploidi (cariogamia o sincariosi).

Segmentazione

È la prima tappa dello sviluppo dello zigote e consiste in una serie di divisioni mitotiche riduzionali, cioè non accompagnate da accrescimento cellulare, che proseguono finché il volume cellulare non diventa tipico della specie di appartenenza. Le cellule figlie vengono dette blastomeri. Durante la segmentazione la cellula si polarizza, per cui si distinguono un polo animale, più ricco in citoplasma e contenente il nucleo, e un polo vitellino, più ricco in tuorlo.

A seconda della tipologia di uovo si distinguono diversi tipi di segmentazione:

• Uova oligolecitiche o alecitiche: È costituito principalmente da citoplasma e presenta piccoli granuli di vitello distribuiti uniformemente. È tipico dell’anfiosso e di molti mammiferi. Porta ad una segmentazione totale o adeguale.
• Uova mesolecitiche: È a scarso differenziamento polare. Presenta granuli di maggiori dimensioni e diversamente distribuiti, più citoplasma a livello del polo animale e più lecite a livello del polo vitellino. È tipico degli anfibi. Porta ad una segmentazione mista o ineguale.
• Uova telolecitiche o polilecitiche: È a netto differenziamento polare. La vera e propria cellula uovo è la cicatricula. È tipico degli uccelli. Porta ad una segmentazione parziale o discoidale.

La segmentazione avviene con modalità costanti:

• Legge di Hertwig: Il primo piano di segmentazione è perpendicolare al fuso nucleare e lo taglia a metà; il fuso nucleare si dispone sempre nella direzione dove la massa protoplasmatica è più abbondante.
• Legge di Balfor: La velocità della segmentazione è direttamente proporzionale alla quantità di citoplasma e inversamente proporzionale alla quantità di tuorlo presenti nell’uovo.

Segmentazione nell’anfiosso: La divisione procede al ritmo di due piani meridiani perpendicolari tra loro, e uno equatoriale fino allo stadio a 32 blastomeri.