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Spermatogenesi

-

I cordoni sessuali puerili si sviluppano in tubuli seminiferi poco prima della puberta’ e,

contemporaneamente, le CGP danno origine agli spermatogoni staminali. Le staminali maturano in

spermatogoni di tipo A che, a loro volta, si dividono in spermatogoni B, che produrranno

spermatociti primari (2N). Nella prostata entrano in meiosi I sviluppandosi allo stadio di

spermatociti secondari (N), dopo una profase di 22 giorni, che completano la meiosi come

spermatidi che matureranno in spermatozoi con la spermiogenesi in circa 74 giorni (ogni giorno si

producono 300000000 spermatozoi). In questo processo si assiste a vari cambiamenti: la

formazione dell’acrosoma, la condensazione del nucleo, la formazione del collo, della porzione

intermedia e della coda e l’eliminazione di gran parte del citoplasma mediante la fagocitosi messa

in atto dalle cellule di Sertoli. Una volta maturati entrano nel lume del tubulo e vengono spinti dalla

parete contrattile verso l’epididimo, dove acquisiscono una motilita’ propria e autonoma. In queste

divisioni, che hanno luogo nell’ambiente creato dalle cellule del Sertoli, che mantengono nei loro

processi citoplasmatici gli spermatogoni e gli spermatidi, per fornire loro sostegno e nutrimento, la

citochinesi non va a completamento e si notano ponti citoplasmatici che uniscono ogni cellula in

proliferazione. Tale differenziamento e’ regolato dall’LH che si lega alle cellule del Leydig

stimolando la produzione di testosterone che si lega alle cellule del Sertoli; inoltre e’ deputato alla

regolazione anche l’FSH che stimola la produzione del fluido testicolare e la sintesi di recettori per

gli androgen i nelle cellule del Sertoli.

Fecondazione

L’incontro tra gli spermatozoi e l’oocita avviene nell’ ampolla uterina , in prossimita’ delle ovaie e

solamente una piccolissima parte degli spermatozoi rilasciati riesce a raggiungere l’ovulo. I

movimenti degli spermatozoi, dati dalla

contrazione uterina, della tuba e anche

dalla loro propulsione, sono atti ad

affrontare un viaggio che varia da 30 minuti

a 6 giorni. Una volta raggiunto l’ istmo , gli

spermatozoi che hanno superato la

cervice (circa l’1%) si fermano e, in

seguito, ricominciano a migrare per alcuni

fattori chemioattrattivi e termoattrattivi che

permettono loro di arrivare all’ovulo. Nella

tuba uterina avviene un evento, della

durata di circa 7 ore, necessario per la

penetrazione nella cellula uovo, la

capacitazione: la rimozione dalla regione

acrosomiale di una glicoproteina, delle

proteine del plasma seminale e del

colesterolo, tramite l’albumina, rendendo la

membrana piu’ fluida. Nello stesso

frangente possiamo assistere a una

conseguente fosforilazione delle tirosine

sulla membrana e allo smascheramento dei recettori di superficie; il pH interno degli spermatozoi,

inoltre, dapprima leggermente acido, aumenta per la presenza di ioni HCO3- e Ca++ che attivano

l’enzima ADCY10 che produce cAMP, provocando l’apertura dei canali protonici della cellula e

facilitando il movimento degli spermi. Questa modifica morfologica consente la reazione

acrosomiale: in seguito al legame di un oligosaccaride presente sulla membrana dello

spermatozoo con la proteina zonale ZP3, che porta all’aumento della concentrazione di calcio nella

cellula, lo spermatozoo rilascia dall’acrosoma enzimi litici, come l’acrosina e la ialuronidasi, nella

zona pellucida creando, grazie all’intervento della ZP2, una galleria. Raggiunta la membrana della

cellula uovo, si lega a due integrine oocitarie importanti Izumo e CD9 e si fonde con essa nella

regione laterale poiche’ l’acrosoma e’ stato privato della membrana e non è più in grado di legarsi

con il plasmalemma dell’oocita. L’entrata e’ facilitata dai microvilli presenti sull’ovulo e provoca

un’ondata di calcio che precede la reazione corticale in cui vengono liberati enzimi lisosomiali dai

granuli corticali, che rivestono la membrana dell’oocita, determinando la reazione zonale che

apporta un irrigidimento della zona pellucida, dato dalla degradazione delle ZP1 e ZP2, per evitare

la polispermia. Lo sperma penetra con la coda che degenera rapidamente lasciando integro il

nucleo che andra’ a formare il pronucleo maschile* che fondendosi con il pronucleo femminile

ristabilisce la diploidia necessaria per il termine della meiosi II.

*il DNA dello spermatozoo e’ molto condensato ed e’ assemblato non solo con gli istoni ma anche

con alcune proteine molto basiche, protamine, e una volta che il nucleo entra nell’ovulo, la

cromatina si decondensa grazie ad alcuni enzimi secreti dall’oocita che lisano le protamine e i

mitocondri vengono ubiquitinati e sottoposti a degradazione allo stesso modo.

Sviluppo prenatale

Con la fusione dei due nuclei, indotta dall’apertura dei canali per il Ca2+ che permettono l’entrata

di ulteriore calcio provienente dall’ambiente citosolico dello spermatozoo, si genera lo zigote che

inizia il suo sviluppo con la segmentazione: dapprima si divide in due blastomeri fino ad arrivare

a 8 cellule unite da una massa scarsamente compatta. Oltrepassato tale stadio si assiste

progressivamente alla compattazione in cui si forma uno strato di cellule esterne compattate grazie

all’espressione di giunzioni serrate e una massa cellulare interna in proliferazione, connesse con

giunzioni comunicanti con lo strato esterno. Allo stadio di

morula, 16 cellule, comincia ad entrare del liquido attraverso

la zona pellucida nella massa interna formando, in seguito,

una cavita’ chiamata blastocele che porta alla denominazione

dell’embrione con il termine blastocisti. Le cellule della massa

interna, embrioblasti, si localizzano a un polo e la massa

esterna, i trofoblasti, ricoprono con la loro parete epiteliale la blastocisti; la zona pellucida

scompare per permettere l’impianto nell’utero durante il sesto giorno guidate da delle proteine

chiamate L-selectine sulla membrana dei trofoblasti e da

recettori per i carboidrati sull’utero. I recettori integrinici

per la laminina e la fibronectina nella ECM promuovono

rispettivamente l’attacco dei trofoblasti e la loro

migrazione. All’epoca dell’impianto l’endometrio si

presenta edematoso e ricco di vascolarizzazione

arteriosa sinusoidale e sono riconoscibili tre strati distinti:

lo strato superficiale compatto, lo strato spugnoso e

uno sottile basale, che costituisce la parte rigenerativa

delle arterie. Durante l’ottavo giorno la

blastocisti e’ parzialmente inclusa

nello stroma e il trofoblasto si e’

differenziato in citotrofoblasto,

parte interna, e

sinciziotrofoblasto, esterno, che

aumenta grazie alla migrazione

delle cellule della parte interna in

divisione che si fondono con le

altre componenti della parte

esterna. L’embrioblasto si

differenzia anch’esso in due strati:

l’ipoblasto, uno strato di cellule cubiche adiacente alla blastocele e uno strato di cellule cilindriche

in prossimita’ della neoformata cavita’ amniotica, l’epiblasto. Le cellule vicino al citotrofoblasto

sono chiamate amnioblasti e ricoprono insieme all’epliblasto l’amnios; l’embrione alloggia su un

endometrio edematoso le cui ghiandole secernono muco e glicogeno. Nel nono giorno la

blastocisti si include ancor piu’ profondamente nell’endometrio e la superficie sfondata

dall’embrione viene ricoperta da un coagulo di fibrina. In seno al polo embrionale si sviluppano i

vacuoli del sincizio che confluiscono formando ampie lacune (stadio lacunare). Nel polo

abembrionale si forma una sottile membrana che riveste la superficie interna del citotrofoblasto,

membrana esocelomatica, che insieme all’ipoblasto racchiude la cavita’ esocelomatica o sacco

vitellino primitivo. Tra l’undicesimo e il dodicesimo giorno, la blastocisti e’ quasi del tutto inclusa

nello stroma, il sincizio penetra nello strato spongioso ed erode le sinusoidi permettendo

l’immissione del sangue materno nelle lacune stabilendo la circolazione utero-placentare. Dal

sacco vitellino si differenziano cellule che formeranno uno strato di connettivo lasso, il mesoderma

extraembrionale, sulla superficie interna del citotrofoblasto che ricoprira’ il sacco vitellino e la

cavita’ esocelomatica, connessi dal mesoderma tramite un peduncolo d’attacco. In breve tempo

nel mesoderma si formano diverse cavita’ corioniche o celoma extraembrionale e si suddivide

in mesoderma extraembrionale somatico, che riveste il citotrofoblasto e l’amnios, e mesoderma

extraembrionale splancnico, che ricopre il sacco vitellino. L’endometrio, intanto, subisce il

processo della reazione deciduale: assume cellule poliedriche che accumulano glicogeno e lipidi

per dare nutrimento all’embrione nei primi giorni di vita, svolgendo anche un ruolo di tutela

immunologica, e gli spazi intercellulari sono sede di travasi. Al tredicesimo giorno il solco

superficiale lasciato dalla penetrazione dell’embrione nell’endometrio e’ stato cicatrizzato anche se

puo’ verificarsi un sanguinamento per l’aumento del flusso ematico. Il citotroblasto si protrude

verso il sincizio generando delle strutture villose, i villi primari. Le cellule dell’ipoblasto proliferano

nella superficie interna della membrana esocelomatica (di Heuser) portando alla nascita di una

nuova cavita’, il sacco vitellino secondario, piu’ piccola del primitivo, e si riscontrano ulteriori

cavita’, cisti esocelomatiche, nella cavita’ corionica rivestita dalla placca corionica, formata da

mesoderma extraembrionale che ricopre anche la cavita’ amniotica con un peduncolo, il futuro

cordone ombelicale.

Nella terza settimana si assiste alla gastrulazione, ovvero la comparsa dei tre foglietti embrionali:

endoderma, mesoderma, ectoderma. Alla fine della seconda settimana sulla superficie

dell’epiblasto si distingue la linea primitiva che diviene sempre piu’ evidente e durante la terza

settimana si congiunge con un nodo primitivo che costituisce l’estremita’ cefalica che circonda la

fossetta primitiva. Si assiste a una progressiva migrazione delle cellule epiblastiche della linea

attraverso un’invaginazione, che continua fino alla quarta settimana, guidata dal fattore FGF8,

che vede le cellule giungere nei luoghi di differenziamento dei foglietti embrionali. Iniziano a

proliferare, nel frattempo, in direzione laterale cefalica, vengono a contatto con il mesoderma

extraembrionale passando per la placca precordale, tra l’apice della notocorda e la membrana

buccofaringea, alla cui estremita’ craniale e’ costituita da ectoderma. Le cellule prenotocordali

si intercalano nella fossetta primitiva e raggiungono la placca precordale; tali cellule si connettono

per breve tempo con l’ipoblasto formando in questo modo la placca notocordale che, una volta

staccatasi dall’ipoblasto, sostituito dall’endoderma, diviene notocorda definitiva, la base dello

scheletro assiale, posta al di sotto del tubo

neurale. Tali cellule si estendono, dapprima,

cranialmente alla placca precordale e alla

notocorda , in seguito lateralmente al nodo ,

formando il mesoderma parassiale , dalla

regione media del solco divenendo mesoderma

intermedio e caudalmente alla fossetta

primitiva, da cui origina il mesoderma della

placca laterale. Dove la fossetta presenta

un’invaginazione verso l’epiblasto si trova il

canale neuroenterico che collega

temporaneamente il sacco vitellino con l’amnios.

La membrana cloacale si forma all’estremita’

caudale: simile in struttura alla membrana

buccofaringea, e’ formata da cellule

ectodermiche e endodermiche addossate e una

volta formata nella zona posteriore del sacco

vitellino si forma il cosiddetto diverticolo

allantoide. Si costituiscono in questo periodo gli

assi corporei: l’asse anteroposteriore, con lo

sviluppo delle cellule craniali del disco

embrionale (endoderma viscerale anteriore,

AVE) e si ha inoltre una vetralizzazione del

mesoderma (mesoderma intermedio) dal disco

bilaminare, per la secrezione di BMP4, per

garantire la formazione dei reni, sangue e mesoderma della placca laterale. Si avra’ in seguito una

dorsalizzazione del mesoderma per permettere al gene Goosecoid, antagonista di BMP4

proveniente dal nodo, di sviluppare il capo; la lateralizzazione sinistro-destra, data da una

cascata di eventi molecolari derivanti dal nodo, la placca del tubo neurale la notocorda e dalla

placca destra del mesoderma i cui prodotti vengono indirizzati alla lateralita’ grazie alle cilia

pulsanti sul nodo o da un gradiente stabilito dalle giunzioni gap e dal trasporto di ioni ; infine,

l’

asse dorsoventrale e’ dato dalla migrazione delle cellule sulla linea primitiva , controllata dal

gene Brachyury espresso nel nodo, nelle cellule prenotocordali e nella notocorda. Nella quarta

settimana la linea primitiva regredisce e ben presto scompare a causa della differenziazione con

progressione craniocaudale. Il trofoblasto sviluppa all’inizio della terza settimana i villi secondari,

costituiti dai villi primari e dal mesoderma, che crescono in direzione della decidua e alla fine della

terza settimana alcune cellule mesodermiche si differenziano nel sistema capillare dei villi,

evolvendosi a villi terziari. I vasi sono presenti nel mesoderma della placca corionica e nel

peduncolo costituendo un collegamento tra il sistema circolatorio intraembrionario e placentare e

nella quarta settimana e’ pronto a fornire metaboliti all’embrione. Si forma un guscio esterno

citotrofoblastico, che riveste il sincizio, i cui villi penetrano nella decidua (peduncoli

d’ancoraggio) e quelli che aggettano dai lati dei villi principali sono detti villi liberi o terminali che

serviranno per lo scambio di sostanze.

Dalla terza all’ottava settimana si assiste al periodo embrionale o dell’organogenesi in cui si

sviluppano i tre foglietti embrionali: ectoderma, mesoderma ed endoderma.

Derivati dell’ectoderma

Il foglietto ectodermico e’ la sorgente di sviluppo degli organi che mantengono un rapporto con il

modo esterno: il SNC, il SNP, gli epiteli dell’orecchio, occhio e naso, l’epidermide con i vari

annessi, le ghiandole del sottocutaneo, la ghiandola mammaria, l’ipofisi e lo smalto dei denti.

Durante la terza settimana l’ectoderma all’interno della cavita’ amniotica ha la forma di un disco

piatto che, con la comparsa della notocorda sottostante e del mesoderma precordale, si

ispessisce formando la placca neurale formata dalle cellule

del neuroectoderma; quest’ultime verranno indotte da

determinati stimoli a differenziarsi dando inizio alla

neurulazione. Dalla fine della terza settimana, la placca

neurale forma degli innalzamenti della placca, definiti

pieghe neurali, che presentano una regione infossata, detta

doccia neurale, a partire dalla

regione craniale. Una volta che

la linea primitiva viene meno,

l’ispessimento del

neuroectoderma nella zona

caudale forma anch’esso delle

pieghe formando i neuropori

anteriore e posteriore che

collegano il futuro tubo neurale

alla cavita’ amniotica. Con la

crescita embrionale le pieghe

tendono sempre piu’ a fondersi

portando alla chiusura,

dapprima, del neuroporo

craniale (23° giorno) e in seguito

di quello caudale (28° giorno)

formando cosi’ il tubo neurale, l’abbozzo della colonna vertebrale e dell’encefalo. Alla chiusura del

tubo, alcune cellule dei margini delle pieghe, le creste neuroectodermiche, si cominciano a

separare dalle cellule a loro adiacenti e fanno parte della cresta neurale che andra’ incontro a una

trasizione epitelio-mesenchima, ovvero la migrazione di tali cellule per andare a costituire i vari

organi derivati. Ancor prima del completamento della chiusura queste cellule lasciano le pieghe per

contribuire alla formazione dello scheletro craniofacciale, dei neuroni dei gangli cranici, delle

cellule gliali, dei melanociti e ad altri tipi cellulari. Con la formazione del tubo, invece, le cellule

possono proseguire verso due vie principali: una via dorsale, attraverso il derma e la lamina basale

differenziandosi in melanociti e follicoli piliferi, e una via ventrale, attraverso la meta’ anteriore di

ciascun somite per diventare nervi sensitivi, neuroni simpatici ed enterici, cellule di Schwann e

cellule della midollare del surrene. Allo stesso tempo si assiste a formazioni ectodermiche bilaterali

che daranno origine agli occhi: i placodi otici e i placodi del cristallino. La neurulazione potra’

risultare conclusa con la formazione del midollo spinale, rappresentato dal tubo neurale, e delle

vescicole encefaliche.

Derivati del mesoderma

All’inizio le cellule mesodermiche, trovatesi sulla linea mediana, formano una sottile lamina di

tessuto che al 17° giorno si ispessiscono dando luogo alla formazione del mesoderma

parassiale, fiancheggiato da due piccole zone in cui e’ rimasto sottile, dette placche laterali. In

seguito nelle placche laterali confluiscono delle cavita’ intraembrionali, che costituiscono la

primitiva cavita’ corporea che diverra’ parte del pericardio, della pleura e dell’addome, e

separano il tessuto in mesoderma somatico o parietale, che riveste l’amnios, e mesoderma

splancnico o viscerale, che riveste il sacco vitellino. Il mesoderma che connette il parassiale con

quello della placca viene detto mesoderma intermedio.

Mesoderma parassiale

-

Dall’inizio della terza settimana il mesoderma parassiale si segmenta in unita’ definite somitomeri,

consistenti in strati cellulari concentrici, che compaiono al’inizio della regione cefalica con

formazione lineare in direzione craniocaudale. Queste strutture in accoppiamento con la

segmentazione della placca neurale formano i neuromeri che contribuiscono al mesenchima del

capo. Durante la progressione in seguito i somitomeri si organizzano in rigonfiamenti piu’ definiti,

detti somiti, che compaiono dal 20° giorno nella regione occipitale e arrivano fino alla regione

caudale creando l’impalcatura per lo scheletro

assiale (i primi 2 somiti e gli utimi 5-7 vengono

eliminati). Durante il processo di epitelizzazione

queste strutture si dispongono a forma di

ciambella intorno a un piccolo lume e all’inizio

della 4° settimana le cellule della parete ventrale

e mediale del somite diventano nuovamente

mesenchimali per circondare il tubo neurale e la

notocorda: queste cellule formano lo sclerotomo

e si trasformeranno nelle vertebre e nelle coste.

Le cellule dorsomediali e ventrolaterali

(quest’ultime si muovono verso la placca laterale)

della regione superiore del somite formeranno i

precursori delle cellule muscolari, appartenenti al

miotomo, mentre le cellule poste fra questi due gruppi costituiscono il dermatomo.

Mesoderma intermedio

-

Questo tessuto e’ dovuto a una transitoria connessione mesoderma parassiale-placca laterale e si

differenziera’ nelle strutture urogenitali. Nelle regioni cervicale e toracica superiore forma piccole

disposizioni segmentali di cellule, che porteranno alla formazione dei nefrotomi, e piu’

caudalmente plasmano una massa compatta definita cordone nefrogenico, da cui origineranno le

strutture dell’apparato uro-genitale.

Mesoderma della placca laterale

-

Si suddivide in uno strato parietale e uno viscerale che ricoprono la cavita’ intraembrionale e

circondano gli organi. Il primo, insieme all’ectoderma sovrastante (somatopleura), e formera’ le

pieghe laterali del corpo che insieme a quella cefalica e caudale chiudono la parete ventrale. Esso

produrra’ il derma, le ossa, il tessuto connettivo degli arti, lo sterno, le cartilagini costali, date dalla

migrazione delle cellule dello sclerotomo verso il mesoderma, e la maggior parte dei muscoli della

parete del corpo. Inoltre, quelle che circondano la cavita’ intraembrionale formano le membrane

del mesotelio. Il foglietto viscerale insieme all’endoderma (splancnopleura) costituisce la parete

del tubo digerente e la membrana sierosa degli organi mesoteliali. Anche i vasi sanguigni derivano

da questo mesoderma: durante la terza settimana si generano le prime isole ematiche nella parete

del sacco vitellino le cui cellule vengono indotte a differenziarsi in emangioblasti, una popolazione

transitoria che si tramuta in cellule staminali emopoietiche, che derivano dal mesoderma che

circonda l’aorta vicina al rene mesofrenico in via di sviluppo, detta regione aorto-gonado-

mesofrenica (AGM). Queste cellule colonizzano il fegato che dal 2° al 7° mese di sviluppo sara’

l’organo emopoietico dell’embrione.

Derivati dell’endoderma

L’endoderma da’ origine a diversi organi come: il rivestimento epiteliale del tratto respiratorio, il

parenchima della tiroide, delle paratiroidi, del fegato e del pancreas, lo stroma reticolare delle

tonsille e del timo, il rivestimento della vescica urinaria e l’uretra, il rivestimento della cavita’

timpanica e della tuba uditiva. Questo foglietto ricopre la superficie ventrale dell’embrione e il

sacco vitellino ed e’ il principale fautore dello sviluppo del tratto gastrointestinale a causa

dell’accrescimento cefalocaudale e della chiusura delle pieghe laterali del corpo. Il tubo digerente

viene suddiviso in tre parti principali: intestino anteriore, medio e posteriore. L’intestino

anteriore all’estremita’ cefalica e’ momentaneamente delimitato da una membrana ectodermica-

endodermica, la membrana bucco-faringea, che separa lo stomodeo, l’abbozzo della cavita’

orale derivato dall’ectoderma, dalla faringe, derivata dall’endoderma, che alla 4° settimana viene

perforata stabilendo una connessione tra cavita’ orale e intestino primitivo. L’intestino intermedio si

connette con il sacco vitellino attraverso un peduncolo definito dotto vitellino, che con lo sviluppo

si allunga. Anche la terminazione di quello posteriore e’ separata da una membrana ectodermica-

endodermica, definita membrana cloacale, che si rompe durante la 7° settimana e separa il

canale anale

endodermico dalla

parte inferiore

ectodermica,

denominata proctodeo,

formata da una fossetta

invaginata. Un’ulteriore

conseguenza

dell’accrescimento

cefalocaudale e laterale

e’ la parziale

incorporazione

dell’allantoide nel

corpo dell’embrione che

forma la cloaca; dalla 5° settimana il dotto vitellino, l’allantoide, in connessione con la cloaca, e i

vasi ombelicali sono localizzati nella regione ombelicale. Il sacco vitellino all’inizio costituisce

un’importante fonte di nutrimento transitoria per l’embrione privo di vasi, ma soprattutto fornisce

cellule germinative residenti nella parete posteriore alle gonadi del feto.

Nella 4° settimana le principali caratteristiche sono i somiti e gli archi faringei, mentre durante il 2°

mese l’aspetto e’ molto diverso per un aumento della dimensione del capo e per la formazione

degli arti (che al 5° mese si presentano a forma di spatola), della faccia, delle orecchie, del naso e

degli occhi. Gli arti si restringono sempre di piu’ formando durante la 6° settimana un

accrescimento nella parte terminale, prima negli arti superiori, connessi all’innervazione del plesso

brachiale, e infine in quelli inferiori e si formano intorno alla 7° settimana dei piccoli solchi

distalmente, definiti raggi, che costituiscono le dita primordiali.

Come detto in precedenza, alcune cellule del foglietto parietale mesodermico andranno a formare

il tessuto delle membrane sierose o mesoteliale e l’altro componente del mesoderma della placca

laterale il corrispettivo foglietto viscerale. Alla fine della 4° settimana entrambi i tessuti continuano

nel mesentere dorsale, che tiene sospeso il canale digerente del peritoneo e si estende dalla

prozione caudale dell’intestino anteriore all’intestino posteriore. Il mesentere ventrale invece si

estende dalla parte caudale dell’intestino anteriore alla parete superiore del duodeno e contiene il

setto trasverso, il restringimento del mesoderma da cui deriva e forma il tessuto connettivo del

fegato e il tendine centrale del diaframma, e i tubi cardiaci con i vari vasi in formazione. Il setto

trasverso occupa uno spazio delimitato dal peduncolo del sacco vitellino e la cavita’ toracica in

seguito all’accrescimento craniale e la conseguente assunzione della posizione fetale ed e’

affiancato dal seno venoso; deriva dal mesoderma viscerale che circonda il cuore e alla 5°

settimana ancora non separa del tutto la cavita’ toracica da quella addominale ma lascia ampie

aperture definite canali pericardioperitoneali. Con lo sviluppo di formazioni pneumomorfe in

direzione caudolaterale, che compaiono in questo periodo sulle cosiddette pieghe

pleuropericardiche, il mesoderma parietale si divide in: parete toracica definitiva e membrane

pleuropericardiche, estensioni delle pieghe e contenenti le vene cardinali comuni, alle

estremita’, e i nervi frenici. Conseguentemente alla discesa del cuore le membrane

pleuropericardiche si avvicinano fino a fondersi e a disporsi intorno al cuore come un mesentere,

conducendo la vena cardinale destra a divenire la vena cava superiore; infine si fondono anche

con i peduncoli polmonari portando alla suddivisione della cavita’

toracica in cavita’ pericardica e pleuriche e le membrane

pleuropericardiche formeranno il pericardio fibroso. Le cavita’

pleuriche, pero’, sono ancora connesse con la cavita’ peritoneale

attraverso i canali pleuroperitoneali. Con l’allungamento delle

pieghe pleuroperitoneali, comparse anch’esse durante l’inizio

della 5° settimana, in direzione mediale e ventrale, dalla 7°

settimana si fondono con il mesentere dell’esofago e con il setto

trasverso, che dalla 4° settimana si trova di fronte al 3°, 4°, e 5°

segmento cervicale, segregando le cavita’ pleuriche da quella

peritoneale. Un’ulteriore espansione delle cavita’ pleuriche nel

mesenchima della parete corporea porta all’aggiunta di un orlo periferico pleuroperitoneale che

verra’ popolato dalle cellule mioblastiche, derivanti dai somiti

prossimi al setto, costruendo l’impalcatura muscolare

diaframmatica. Questa espansione, inoltre, spinge i nervi frenici

nel pericardio fibroso passando nel setto, contenente i cordoni

epatici. Alla 6° settimana il diaframma si trova a livello dei somiti

toracici e in seguito discendera’ l’embrione a causa della maggior

rapidita’ di accrescimento della porzione dorsale rispetto a quella

ventrale. All’inizio del 3° mese alcuni fasci dorsali del diaframma si

originano a livello della prima vertebra lombare. I nervi frenici

forniscono l’innervazione motoria e sensitiva del diaframma

coadiuvati dall’azione di alcuni nervi intercostali che lavorano sulla

porzione periferica.

Il periodo che va dall’inizio della 9° settimana alla nascita viene definito periodo fetale ed e’

caratterizzato dalla maturazione dei tessuti e degli organi, dalla rapida crescita corporea, che e’

accentuata intorno al 3°, 4° e 5° mese di gravidanza, e dall’aumento di peso, acquisito

maggiormente negli ultimi 2 mesi di gestazione. La gravidanza in media dura 280 giorni o 40

settimane dall’inizio dell’ultima mestruazione normale (LNMP) o 266 giorni o 38 settimane dalla

fecondazione. In questo periodo si assiste a un rapido rallentamento della crescita del capo

rispetto al corpo, che fino all’inizio del 3° mese costituisce la meta’ della lunghezza di tutto il feto.

Nel trimestre la faccia incomincia ad assumere una fisionomia definita dagli occhi e dalle orecchie;

gli arti si allungano anche se quelli inferiori si sviluppano un po’ piu’ tardi; i centri d’ossificazione

primaria sono presenti nelle ossa lunghe e nel cranio e i genitali hanno cominciato a distinguersi.

Nella 6° settimana le anse intestinali causano un rigonfiamento (erniazione) nel cordone

ombelicale, ma dalla 12° settimana risiedono nell’addome; inoltre il feto comincia ad acquistare

una debole attivita’ muscolare. Al 5° mese e’ ricoperto da una fine peluria, la languine, le ciglia e le

sopracciglia sono riconoscibili e i suoi movimenti possono essere avvertiti dalla madre. Nel 6°

mese la cute del feto si presenta di colore rossastro e ha un aspetto rugoso per l’assenza di

tessuto connettivo sottocutaneo, che si forma durante gli ultimi 2 mesi di gestazione; la

coordinazione tra il SNC e il sistema respiratorio non e’ ancora ben stabilita a causa

dell’insufficiente differenziamento. Alla fine della vita intrauterina, la pelle e’ rivestita di una

sostanza grassa biancastra (vernice caseosa) composta del secreto delle ghiandole sebacee.

Il corion, nelle prime settimane, e’ costituito dai villi e con lo sviluppo, i villi del polo embrionale

continuano a crescere, dando origine al corion frondoso, e quelli del polo abembrionale

degenerano, formando al 3° mese il corion laeve. Questa struttura la si puo’ confrontare anche

nella decidua: la parte al livello del corion frondoso, decidua basale, e’ formata da uno strato

compatto di cellule voluminose, cellule deciduali, che contengono lipidi e glicogeno in gran

quantita’; questo strato, placca deciduale, e’ strettamente connesso col corion e, insieme alla

decidua basale, forma la placenta. La decidua capsulare, nel polo abembrionale, e’ un tessuto

molto tirato e ben presto degenera causando il contatto del corion con la parete dell’utero

chiudendo la cavita’ uterina. In seguito la fusione dell’amnios con il corion forma la membrana

amniocoriale che oblitera la cavita’ corionica facendo prevalere la cavita’ amniotica.

L’amnios e’ il luogo di residenza dell’embrione ed e’ costituito dal liquido amniotico prodotto in

parte dagli amnioblasti ma in gran parte dal sangue materno e viene ricambiato ogni 3 ore; e’

molto importante nei primi mesi di vita del futuro bambino in quanto: costituisce un’ottima

protezione all’urto, previene aderenze dell’embrione con l’amnios prima del tempo e facilita i

movimenti fetali. Dall’inizio del 5° mese di vita il feto inghiotte il proprio liquido e la sua urina,

formata prevalentemente da acqua, che viene espulsa giornalmente. Durante la nascita del

bambino la membrana amniocorionica forma un cuneo idrostatico che aiuta la dilatazione del

canale cervicale.

La placenta e’ l’organo che facilita lo scambio di nutrienti e gas tra i compartimenti materno e

fetale. Deriva da diverse componenti principali: il trofoblasto, la placca corionica o mesoderma

extraembrionale e l’endometrio uterino. Dall’inizio del 2° mese il trofoblasto e’ caratterizzato da

diversi villi secondari e terziari, i cui peduncoli si estendono dalla placca corionica al guscio

citotrofoblastico, mentre la superficie del villo e’ occupata dal sincizio disposto su uno strato

citotrofoblastico. La rete vascolare dei villi molto presto si mettera’ in comunicazione con la placca

corionica e con il peduncolo di connessione costituendo la circolazione extraembrionale. Il

sangue materno e’ portato alla placenta dalle arterie spirali dell’utero la cui erosione provoca la

distribuzione del sangue negli spazi intervillosi e lacunari e l’invasione endovasale del

citotrofoblasto nella porzione terminale dei villi. Invade le porzioni finali delle arterie spirali e si

sostituisce all’endotelio differenziandosi e creando dei vasi ibridi contenenti cellule fetali e materne.

L’incursione trasforma le arterie spirali in vasi ad ampio diametro e a bassa resistenza con un lume

ristretto che porta all’aumento della pressione sanguigna nei tratti intervillosi. Successivamente

dagli assi villosi si diramano ulteriori vasi di piccolo calibro, villi liberi, verso gli spazi lacunari o

intervillosi che all’inizio del 4° mese non sono piu’ circondati ne’ dal citotrofoblasto ne’ da tessuto

connettivo, ma solo il sincizio e la parete endoteliale separa le due circolazioni. Anche alla

membrana placentare, inizialmente costituita dal rivestimento endoteliale dei vasi fetali, dal

tessuto connettivo dell’asse dei villi, dallo strato citotrofoblastico e dal sincizio, vengono apportate

le medesime modifiche istologiche. Il sincizio si assottiglia notevolmente e, a volte, parti cellulari

multinucleate, nodi sinciziali, cadono negli spazi ematici intervillosi e degenerano. Questi numerosi

piccoli villi sono bagnati con sangue ossigenato materno, in caso di alta pressione, e quando la

pressione si abbassa il sangue torna indietro alla placca corionica attraverso la decidua, dove si

scarica nelle vene endometriali. In questo mese la placenta risulta formata dal corion frondoso e

dalla decidua basale ed e’ delimitata dalla placca corionica e dalla placca deciduale; nella zona

giunzionale, caratterizzata da una sostanza ricca di matrice amorfa extracellulare, il trofoblasto e le

cellule deciduali si mescolano. Nello stesso periodo il citotrofoblasto e’ quasi inesistente e si

creano gli spazi intervillosi trattati precedentemente. Durante il 4° e il 5° mese la decidua forma dei

setti deciduali, che si prolungano negli spazi intervillosi ma non raggiungono la placca corionica,

che suddividono la placenta in compartimenti denominati cotiledoni, che ricevono il sangue da 80-

100 arterie spirali, in comunicazione tra loro. Con la crescita del feto e dell’utero, anche la placenta

si accresce di pari passo grazie all’arborizzazione dei villi. La placenta a termine possiede una

singolare forma a disco e, alla nascita, si distacca dalla parete dell’utero e viene espulsa circa 30

minuti dopo la fuoriuscita del feto; l’attacco del cordone ombelicale e’ abitualmente eccentrico e,

raramente, puo’ essere inserito sulle membrane coriali in periferia della placenta (inserzione

velamentosa). Lo scambio placentare non avviene in tutti i villi, ma solo in quelli in intimo contatto

con la membrana sinciziale di rivestimento in cui troviamo sincizi con un orletto a spazzola, dato da

svariati microvilli, che aumentano l’area di contatto. Dato che il sangue materno negli spazi

intervillosi e’ separato dal sangue fetale da un derivato corionico si parla, nel caso dell’uomo, di

placenta emocoriale. Le principali funzioni della placenta sono: lo scambio di materiali metabolici

e gassosi e produzione di ormoni. Lo scambio di gas si attua per semplice diffusione e, dato che la

percentuale d’ossigeno nel feto e’ data dalla sua distribuzione nella circolazione placentare, una

piccola interruzione del flusso puo’ essere fatale. Lo scambio di metaboliti e’ rapido e aumenta con

l’avanzare della gravidanza. La competenza immunologica si sviluppa alla fine del 3° mese ed e’

22costituita per la maggior parte di IgG materne che vengono importate dalla madre nella 14°

settimana instaurando un’immunita’ passiva; i neonati producono anticorpi propri ma i livelli adulti

sono raggiunti solo al 3° anno di vita extrauterina. La placenta produce dal sincizio: progesterone

dalla fine del 4° mese, che mantiene la gravidanza in caso di rimozione del corpo luteo; estrogeni

fino a poco prima della fine della gravidanza, che stimolano la crescita uterina e lo sviluppo della

ghiandola mammaria; gonadotropina corionica umana (hCG) nei primi due mesi, che mantiene

il corpo luteo; somatomammotropina o lattogeno placentare (HPL), che stimola lo sviluppo

della mammella per la produzione di latte e promuove la nutrizione fetale inducendo iperglicemia

nella madre per la riduzione di sensibilita’ all’insulina. Nei mesi finali della gravidanza la placenta

viene indotta al distacco da diversi fattori: l’aumento del tessuto fibroso nell’asse del villo,

l’aumento dello spessore delle membrane basali fetali, soppressione di alcuni capillari villosi e

deposizione di fibrinoide nella zona giunzionale e nella placca corionica, che provoca l’infarto di

numerose reti vascolari intervillose o di cotiledoni assumendo un aspetto biancastro.

La linea di connessione tra amnios ed ectoderma viene detta giunzione amnioectodermica e si

presenta secondo una forma ovale, chiamata anello ombelicale primitivo; durante la 5°

settimana passano attraverso tale struttura: il peduncolo di connessione, contenente l’allantoide e i

vasi ombelicali costituiti da due arterie e una vena, il condotto vitellino con i suoi vasi e il canale

che collega le cavita’ intra- ed extra-embrionali. Durante lo sviluppo la cavita’ amniotica si accresce

a spese della cavita’ corionica in modo da contenere distalmente il peduncolo del sacco vitellino e

i vasi ombelicali e prossimalmente le anse intestinali e il residuo dell’allantoide e alla fine del 3°

mese l’amnios oblitera la cavita’ corionica. Anche il sacco vitellino in seguito si oblitera per il

conseguente assottigliamento. Le anse intestinali si sviluppano rapidamente al punto che devono

spingersi nell’ambiente extraembrionale del cordone ombelicale per mancanza di spazio

nell’embrione; esse producono nell’ambiente ombelicale un rigonfiamento definito ernia

ombelicale fisiologica. Alla fine del 3° mese ritornano nell’embrione e la cavita’ celomatica viene

chiusa. Quando l’allantoide e il dotto e i vasi vitellini vengono estrusi dallo spazio extraembrionale il

cordone sara’ costituito dai vasi ombelicali, ricchi di fibre elastiche che aiutano alla costrizione in

seguito al suo taglio, circondati dalla gelatina di Wharton, ricca di proteoglicani.

La fase preparazione al travaglio comincia a sentirsi solo 2-4 settimane prima della nascita

causando l’ispessimento del miometrio della regione superiore dell’utero e una riduzione di

spessore nella parte inferiore e nella cervice. Giunta la fase del travaglio la madre deve superare 3

stadi: appianamento e dilatazione della cervice, espulsione del feto e, infine, della placenta e

delle membrane fetali. Nel primo stadio le contrazioni uterine portano il sacco amniotico verso la

cervice e se le membrane sono rotte allora la pressione sara’ esercitata dalla parte sporgente del

feto, solitamente la testa; il secondo e’ dato dalle contrazioni uterine e dalla pressione addominale;

la terza fase e’ data da un’intermittenza di contrazioni uterine ed intraddominali in crescendo che

spianano la strada per il feto in modo da ritrarre la parte superiore dell’utero ed espandere la parte

inferiore ad ogni contrazione uterina. Queste contrazioni sono dotate di una forza sufficiente da

compromettere il flusso ematico uteroplacentare.

Il 3% delle nascite e’ dovuto a gestazioni multiple e questa percentuale e’ in continua crescita a

causa dall’aumentata eta’ delle madri e all’uso piu’ frequente dei trattamenti di fertilita’,

comprendenti anche le tecnologie di riproduzione assistita (ART). La maggior parte dei nati gemelli

sono dizigotici e sono dovuti alla fecondazione di due oociti diversi con due spermatozoi diversi;

cio’ porta allo sviluppo dei feti in placente, amnios, corion diversi e talvolta le placente sono

talmente addossate da fondersi insieme causando il fluire del sangue di entrambi i feti

(mosaicismo eritrocitico). Invece, circa il 3 per mille delle nascite gemellari e’ dovuto a un parto

monozigotico caratterizzato dalla presenza dei feti nella stessa placenta; i fattori determinanti la

formazione dei gemelli monozigotici sono dovuti a divisioni casuali dello zigote in vari stadi dello

sviluppo segmentativo: la separazione piu’ precoce avviene allo stadi di due blastomeri, ma

soprattutto la gemellarita’ deve la sua comparsa a separazioni in seno alla costituzione della

massa cellulare interna e raramente allo stadio di disco germinativo bilaminare, appena prima della

comparsa della linea primitiva.

Sviluppo dello scheletro assiale (cranio, colonna vertebrale, coste e sterno)

Si sviluppa dal mesoderma parassiale, dal mesoderma parietale della placca laterale, che

partecipa alla formazione dello sterno, ma anche della pelvi e della cintura scapolare, e dalla

cresta neurale, che producono lo scheletro facciale e craniale. E’ costituito, inizialmente, dai

somitomeri nella regione della testa e dai somiti dalla regione occipitale in giu’ (prodotti dal

mesoderma parassiale): i somiti si differenziano in sclerotomo, nella porzione ventromediale che

alla fine della 4° settimana formano il mesenchima (in grado di organizzarsi in fibroblasti,

condroblasti e osteoblasti), e dermomiotomo, nella porzione

dorsolaterale. Il mesenchima, organizzato molto lassamente,

forma le ossa piatte del cranio attraverso il processo di

ossificazione intramembranosa, che richiede un’ossificazione

diretta senza l’uso di una struttura modello cartilaginea. La

base ossea del cranio, come gli arti, viene costruita invece su

un modello precostituito di cartilagine ialina che in seguito

viene sostituito in tessuto osseo; si parla in questo caso di

ossificazione endocondrale.

Si puo’ suddividere il cranio in due parti: il neurocranio, costituito dalle ossa piatte e la base

cranica, e lo splancnocranio, che costituisce lo scheletro facciale.

Neurocranio

-

Viene suddiviso a sua volta in due parti, in base al tipo di ossificazione che subisce il tessuto: la

parte membranosa, in cui si distinguono le ossa piatte, e la parte cartilaginea o condrocranio, in cui

prevalgono le ossa della base del cranio.

Il neurocranio membranoso deriva dalle cellule della cresta neurale e dal mesoderma parassiale

che sono andate incontro a un processo di ossificazione intramembranosa: le ossa membranose

(piatte) sono caratterizzate dalla presenza di spicole ossee aghiformi che si irradiano dal centro

primario d’ossificazione alla periferia. Alla nascita le ossa piatte del cranio del neonato sono unite

per mezzo di suture, composte da tessuto connettivo della stessa doppia derivazione del

neurocranio (sutura saggittale della cresta neurale e sutura coronale del mesoderma

parassiale) e nei punti in cui si incontrano piu’ ossa sono dette fontanelle (la piu’ importante e’

l’anteriore): servono per sovrappore le ossa craniali durante il parto con un meccanismo definito

rimodellamento. Dopo la nascita queste suture si mantengono per lungo tempo e l’osso si

accresce per semplice apposizione degli osteoblasti nella parte esterna e riassorbimento della

parte interna.

Il condrocranio all’inizio costituisce svariati pezzi di cartilagine separati raggruppate in due zone

principali: alcune appartenenti al condrocranio precordale, che si trovano davanti alla meta’

anteriore della sella turcica (la faccia superiore del corpo dello sfenoide, l’osso del cranio

posteriore), derivati dalla cresta neurale; altre al condrocranio cordale, dietro al corpo e derivanti

da sclerotomi occipitali di mesoderma parassiale. Una volta che queste cartilagini vengono unite

per ossificazione endocondrale si forma la base ossea del cranio.

Splancnocranio

-

Deriva dai primi due archi faringei per migrazione delle cellule della cresta neurale: dal primo arco

origina una porzione dorsale, il processo mascellare, che dara’ luogo all’organizzazione del

mascellare, dell’osso zigomatico e di una parte dell’osso temporale; nella parte ventrale risiede il

processo mandibolare ed e’ costituita dalla cartilagine di Meckel. Quest’ultima modella la

mandibola per ossificazione intramembranosa lasciando un plesso cartilagineo nel legamento

sfenomandibolare. La parte dorsale del processo cartilagineo insieme al tessuto derivante dal

secondo arco faringeo dara’ origine agli ossicini dell’orecchio (staffa, incudine e martello) dal 4°

mese di gravidanza e sono le prime ossa a maturarsi completamente. Prima del completo sviluppo

della zona facciale del cranio, essa e’ molto piu’ piccola rispetto al neurocranio in quanto i seni

paranasali sono assenti e la maggior parte di queste ossa sono di dimensione molto inferiore alle

ossa neurocraniche.

I somiti formano le vertebre a partire dalla 4° settimana migrando attorno al midollo spinale per

giungere il somite sull’altra parte del tubo neurale per attuare la risegmentazione, ovvero quando la

meta’ posteriore di ciascun sclerotomo si fonde con la meta’ anteriore del successivo. Questa

discesa porta alla formazione di zone tra una struttura e l’altra in cui le cellule mesenchimali sono

immobili a formare i futuri dischi cartilaginei intervertebrali in cui la notocorda, durante lo sviluppo

di quest’ultimi, non viene degradata e partecipa alla formazione dei nuclei polposi circondato da

un anello fibroso. Questo meccanismo suscita la sovrapposizione dei miotomi sui dischi

intervertebrali, che consentono il movimento della colonna, e anche lo spostamento delle arterie

intersegmentali, dapprima negli sclerotomi, e dei nervi, nella colonna, verso il corpo vertebrale e i

forami. In questo modo la vertebra sara’ strutturata da: un forame vertebrale, la cavita’ in cui

passa il midollo spinale, da un corpo, dai processi trasversi e da un processo spinoso. Durante

la formazione delle vertebre si creano dapprima le curvature primarie, toracica e sacrale, e piu’

tardi le secondarie, cervicale, quando impara ad innalzare il capo, e lombare, quando riesce a

camminare.

Anche le coste e le vertebre toraciche, che formano lo sterno, sono formate dal mesoderma

parassiale che rimane nello sclerotomo: le prime sono date dalla migrazione delle cellule

sclerotomiche attraverso la frontiera somitica laterale nella placca laterale; lo sterno si sviluppa


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DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in medicina e chirurgia (a ciclo unico)
SSD:
A.A.: 2016-2017

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher Davidino14 di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Istologia ed embriologia umana e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università La Sapienza - Uniroma1 o del prof Boitani Carla.

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