Biologia generale e ambientale

La prima tappa della fecondazione prevede il contatto e il riconoscimento

Una cellula uovo, oltre alla membrana plasmatica, presenta come rivestimento una zona pellucida, la quale è circondata da uno strato di piccole cellule della granulosa derivate dal follicolo in cui la cellula uovo si è sviluppata. Gli involucri della cellula uovo facilitano la fecondazione e servono anche come barriera nei confronti della fecondazione interspecifica. Esternamente alla membrana plasmatica, vi sono un involucro vitellino e uno strato gelatinoso. La cellula uovo secerne una sostanza chemiotattica che attrae gli spermatozoi della stessa specie.

Lo spermatozoo si attiva quando viene in contatto con lo strato gelatinoso della cellula uovo. Esso va incontro alla reazione acrosomale, nel corso della quale le membrane che circondano l'acromosoma si fondono in certi tratti provocando la formazione di pori. Prima che lo spermatozoo possa effettuare la fecondazione, occorre che esso subisca una capacitazione.

LA PENETRAZIONE DELLO SPERMATOZOO È UN PROCESSO CONTROLLATO

Una volta che si è realizzato il contatto fra la membrana vitellina e l'acrosoma, gli enzimi contenuti in quest'ultimo disgregano la porzione di membrana ovulare a cui aderisce la testa dello spermatozoo. Le membrane plasmatiche si fondono e si forma il cono di fecondazione.

La fecondazione di una cellula uovo da più di uno spermatozoo viene detta polispermia. Ci sono due reazioni che impediscono l'ingresso di altri gameti:

Blocco rapido: la membrana plasmatica della cellula uovo si depolarizza e ciò impedisce la fusione con altri spermatozoi. Nel giro di pochi secondi dalla fecondazione,

L'ingresso di altri spermatozoi. LA FEOCNDAZIONE DETEMRINA L'ATTIVAZIONE DELLA CELLULAUOVO

Il rilascio di ioni calcio nel citoplasma della cellula uovo innesca il programma di attivazione, una serie di cambiamenti metabolici all'interno della cellula uovo. La respirazione aerobica aumenta, si attivano enzimi e proteine e si verifica un incremento della sintesi proteica. Il nucleo della cellula uovo è stimolato a completare la meiosi.

IL PRONUCLEO DELLO SPERMATOZOO E QUELLO DELLA CELLULAUOVO SI FONDONO, RIPRISTINANDO LO STATO DIPLOIDE

Dopo che il nucleo spermatico è penetrato all'interno della cellula uovo, viene guidato verso il nucleo femminile da un sistema di microtubuli che si forma nel citoplasma. Il nucleo dello spermatozoo si rigonfia, divenendo pronucleo maschile mentre il nucleo della cellula uovo si trasforma in pronucleo femminile. I due pronuclei aploidi si uniscono e formano il nucleo diploide dello zigote. Contemporaneamente, si attua la

duplicazione del DNA in previsione della primadivisione cellulare.

LO SVILUPPO UMANO

Il periodo di gestazione umano dura circa 266 giorni. La fecondazione avviene in uno dei due ovidotti e nelle successive 24 ore lo zigote umano raggiunge lo stadio a due cellule. La segmentazione continua mentre l'embrione percorre l'ovidotto.

Nel momento in cui l'embrione raggiunge l'utero, la membrana che circonda l'embrione, ovvero la zona pellucida, si dissolve e l'embrione resta libero nella cavità uterina e viene in contatto con il fluido nutritivo secreto dalle ghiandole dell'utero. Le cellule si organizzano a formare la blastocisti. Lo strato esterno di cellule è detto trofoblasto, il quale forma attorno all'embrione il corion e l'amnios, mentre la massa cellulare interna darà origine all'embrione.

Dal settimo giorno inizia il processo di impianto dell'endometrio dell'utero. Le cellule del trofoblasto secernono enzimi.

Che consumano una piccola area di tessuto. La zona attraverso cui l'embrione è penetrato nella parete uterina viene poi occlusa. Tutte le fasi successive di sviluppo si realizzano all'interno dell'endometrio.

LA PLACENTA È UN ORGANO DI SCAMBIO

La placenta è l'organo preposto agli scambi tra madre e feto. La placenta fornisce nutrimento e ossigeno al feto e lo libera dai cataboliti che saranno poi eliminati. Durante le prime fasi, il corion si accresce come tessuto invasivo all'interno dell'endometrio e forma villi coriali.

Con il procedere dello sviluppo si sviluppa il cordone ombelicale, una struttura che unisce l'embrione alla placenta. La placenta si compone della porzione di corion che forma i villi e del tessuto uterino adiacente ai villi stessi e contenente i capillari sanguigni materni. Il sangue fetale contenuto nei capillari dei villi coriali viene a stretto contatto con il sangue materno a livello del tessuto circostante.

Le cellule del trofoblasto cominciano a produrre gonadotropina corionica umana, che segnala al corpo luteo la gravidanza in atto. Il corpo luteo aumenta di dimensioni e produce progesterone ed estrogeni, che determinano il mantenimento dell'endometrio e della placenta.

L'ORGANOGENESI INIZIA DURANTE IL PRIMO TRIMESTRE DI GRAVIDANZA

La gastrulazione si verifica durante la seconda e la terza settimana di gravidanza. Successivamente, comincia a formarsi la notocorda, e questa induce la formazione della placca neurale. Nel corso della quinta settimana si differenziano la porzione anteriore, media e posteriore dell'encefalo. Una settimana più tardi, la porzione anteriore dell'encefalo comincia ad accrescersi. Il cuore comincia a prendere forma e nella regione faringea si formano le tasche faringee, i solchi bronchiali e gli archi branchiali. Dal sistema digerente si formano estroflessioni che si trasformano in fegato, cistifellea e pancreas. Nella regione posteriore

dell’embrione diventa evidente una sottile coda, la quale poi scompare. Tutti gli organi continuano a svilupparsi durante il secondo mese di gravidanza, si sviluppano i muscoli e l’embrione acquista la capacità di muoversi. L’encefalo comincia a mandare impulsi che regolano le funzioni di alcuni organi e determinano alcuni semplici riflessi. Dopo i primi due mesi di gravidanza, l’embrione diventa feto.

Verso la fine del primo semestre il feto mostra sembianze umane. La notocorda viene sostituita dalla colonna vertebrale.

LO SVILUPPO DEL FETO CONTINUA DURANTE IL SECONDO E IL TERZO SEMESTRE

Durante il secondo semestre il feto si muove nel liquido e intorno al quinto mese si avvertono i movimenti.

Durante l’ultimo trimestre il feto cresce rapidamente e completa il differenziamento di tessuti e organi. Durante il settimo mese, l’encefalo cresce rapidamente e sulla sua superficie compaiono le circonvoluzioni.

IL NEONATO DEVE ADATTARSI AL SUO NUOVO AMBIENTE

Il neonato incomincia a respirare pochi secondi dopo la nascita e piange dopo 30 secondi. L'accumulo di anidride carbonica nel sangue dà inizio al primo respiro del neonato. L'anidride carbonica stimola i centri respiratori del midollo allungato. L'espansione dei polmoni dilata i suoi vasi sanguigni. Il sangue dal ventricolo destro fluisce in quantità crescente attraverso i vasi polmonari più larghi.

TESSUTO MUSCOLARE

MUSCOLO STRIATO SCHELETRICO

Va a formare i muscoli volontari, quindi il tipo di controllo è volontario. Presenta come unità base la fibra muscolare, un sincizio cellulare (più cellule che si mettono insieme) e formano la fibra, spessa 50 µm e lunga fino a 4 cm. Tagliando trasversalmente una fibra muscolare, all'interno è fittamente dissipata dalle miofibrille, strutture cilindriche che riempiono in maniera fitta il citoplasma della fibra muscolare. Nel citoplasma sono presenti anche: una membrana plasmatica,

un apparato di Golgi sviluppato, un alto numero di mitocondri e la mioglobina. La mioglobina è una proteina simile all'emoglobina perché trattiene ossigeno. La fibra muscolare presenta bandeggio, dovuto alla struttura delle miofibrille che conferiscono alla fibra muscolare un aspetto a bande. Più fibre muscolari formano il fascio muscolare, più fasci muscolari formano il muscolo completo. Le lamine connettivali tengono uniti i vari livelli di organizzazione dei fasci. Intorno alle singole fibre è presente l'endomisio, intorno ai fasci il perimisio e all'esterno del muscolo completo è presente l'epimisio. La miofibrilla è composta da filamenti sottili di natura proteica formati da actina. L'actina è una proteina globulare, stabilizzata da due proteine: la tropomiosina, che fa più giri intorno all'actina, e la troponina, formata da 3 subunità: la subunità TNT, che serve a legare la