Embriologia Generale

GAMETOGENESI MASCHILE

La maturazione del gamete maschile (spermatozoo) avviene nel testicolo, un organo pari che fa parte

dell’apparato riproduttivo genitale maschile, che comprende anche le vie genitali (i condotti nei quali

finiscono i gameti che vengono a maturare nel testicolo e poi attraverso le vie genitali fuoriescono), le

ghiandole esocrine annesse alle vie genitali (servono per arricchire i gameti di sostanze nutritizie, come le

vescichette seminali, la prostata, bulbo-uretrali di Cowper) e il pene. Il testicolo è un organo di forma

ovoidale (reniforme, perché presenta una superficie convessa e una concava, quindi ricorda la forma del

rene, o a forma di fagiolo) e si trova all’esterno della cavità addominale peritoneale, contenuto nella borsa

scrotale, perché gli spermatozoi, per maturare hanno bisogno di una temperatura leggermente inferiore

rispetto alla temperatura che abbiamo all’interno della cavità addominale, per cui durante lo sviluppo

embrionale i testicolo discendono e si portano all’esterno.

In una sezione istologica dall’esterno all’interno il testicolo presenta:

epidermide, come primo involucro, all’esterno della borsa scrotale. Sotto all’epidermide si trova il

- derma e poi uno strato muscolare sottocutaneo che fa parte dell’involucro della borsa scrotale;

tonaca vaginale: è una sierosa che non ricopre, come l’epitelio cubico dell’ovaio, tutta la superficie

- del testicolo. Siccome c’è stato trascinamento dalla cavità addominale verso la borsa scrotale, la

sierosa (che è parte del peritoneo che ha seguito il testicolo nella sua discesa) rimane solo in una

piccola parte della superficie del testicolo che si chiama tonaca vaginale;

tonaca albuginea: strato di tessuto connettivo fibrillare denso povero di vasi. È molto più coriacea

- e più dura rispetto a quella dell’ovaio, infatti nella zona posteriore (mediastino o ilo del testicolo,

che corrisponde alla parte concava dell’organo) la tonaca albuginea è ancora più ispessita e vi

convergono vasi e vie genitali.

Nella superficie interna della parte convessa la tonaca albuginea presenta dei setti connettivali che si

irradiano dalla periferia e convergono verso l’ilo testicolare. I setti delimitano spazi di forma conico-

piramidale (circa 250) definiti lobuli testicolari, con l’apice rivolto verso l’ilo testicolare. Ogni lobulo

contiene da 1 a 4 tubuli seminiferi.

Tubuli seminiferi

Sono tutti aggrovigliati, ma estremamente lunghi (distesi arriverebbero a un metro). Il loro diametro si

aggira intorno ai 200 micron e sono delimitati sul versante esterno da due o tre strati di cellule con capacità

contrattili (cellule mioidi) che servono per spremere e far progredire gli spermatozoi all’interno dei tubuli

stessi. I tubuli seminiferi presentano un epitelio di rivestimento formato da cellule di forma irregolare

denominate cellule del Sertoli e sono immersi in uno stroma di connettivo lasso (interstizio) che contiene

vasi e cellule interstiziali di Leydig. Le cellule di Leydig sono di natura connettivale e hanno recettori di

membrana per LH ipofisario, che le induce a produrre ormoni sessuali maschili, cioè androgeni come, per

esempio, il testosterone. 20

Vie genitali

In prossimità dell’ilo ciascun tubulo seminifero confluisce con una propria estremità nella rete testis, un

insieme di tubicini anastomizzati fra loro che stabiliscono innumerevoli collegamenti e raccolgono il

prodotto di tutti i tubuli. Dalla rete testis originano i condottini efferenti, una dozzina di condotti in

parallelo che sfociano nelle vie spermatiche. L’inizio delle vie spermatiche è rappresentato dall’epididimo

(circa 6 cm), applicato al polo superiore del testicolo, per poi continuare con dotto efferente e dotto

eiaculatore, il quale si immette nell’uretra prostatica, che si continua nell’uretra peniena, aperta

all’esterno.

Il testicolo nella fase pre-puberale

Le gonadi indifferenziate vanno avanti indistintamente fino alla settima settimana dello sviluppo

embrionale e vi migrano le cellule germinali primordiali provenienti dal sacco vitellino, che diventano

spermatogoni. Nel frattempo le cellule epiteliali che stanno intorno alla gonade indifferenziata cominciano

a svolgere funzioni di sostegno (invece gli oogoni si portano dietro le cellule epiteliali che alla fine

formavano dei gruppi, involucri e strutture sferoidali). Gli spermatogoni si intersecano e si inseriscono fra le

cellule epiteliali che formano cordoni cellulari sessuali, i quali contengono al loro interno gli spermatogoni

(sono il primo abbozzo dei tubuli seminiferi). Le cellule epiteliali proliferano intensamente e iniziano a

differenziarsi sia in cellule del Sertoli che in cellule mioidi, ossia quelle che formano il rivestimento esterno

alle cellule del Sertoli con il compito di contrattilità. Nell’interstizio fra questi cordoni il tessuto connettivo

inizia a differenziare cellule epiteliali secernenti, progenitrici delle cellule interstiziali di Leydig, che sono le

prime ad assumere un ruolo funzionale importante perché capaci di produrre testosterone, uno dei

maggiori responsabili del processo di mascolinizzazione. Inoltre producono anche un fattore di crescita,

Insl3 (Insulin like growth factor 3), che probabilmente è necessario per favorire la discesa del testicolo dalla

cavità pelvica all’esterno delle cavità corporee, nello scroto.

Al momento della pubertà nella gonade avviene ulteriore e definitivo perfezionamento dei tubuli

seminiferi. Sotto azione di FSH, per il quale hanno recettore, queste cellule epiteliali del Sertoli cessano di

dividersi e assumono caratteristiche che conferiscono a questi cordoni un interno cavo. I cordoni che prima

non erano canalizzati diventano cavi con un lume all’interno e sotto influenza di ormoni ipofisari inizia

processo di maturazione dei gameti maschili, che porterà alla formazione di spermatozoi maturi per tutto

l’arco della vita (con la vecchiaia procede in maniera rallentata, infatti, pur esistendo un periodo di

andropausa, questo non comporta mai la cessazione definitiva dell’attività feconda, perciò nell’uomo

rimane sempre un pool di spermatogoni che possono maturare).

Cellule di Sertoli

Le cellule del Sertoli sono cellule epiteliali di forma irregolare che poggiano su una membrana basale,

all’esterno della quale ci sono le cellule mioidi. Hanno superfici laterali molto anfrattuose, che formano

prolungamenti, i quali racchiudono degli spazi connettendosi tra di loro e formando nicchie, insenature e

propaggini, dove sono accolte cellule della linea germinale in vari stadi della loro maturazione. Le

propaggini laterali delle cellule sigillano gli spazi collegandosi tra loro mediante giunzioni occludenti,

determinando un compartimento basale, che si trova al di sotto delle specializzazioni giunzionali, vicino alla

membrana basale, e un compartimento ad-luminale, che invece si trova al di sopra delle giunzioni. Il primo

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contiene le cellule meno mature, ma procedendo verso il lume gli spazi laterali contengono cellule sempre

più mature, per cui si parla di gradiente maturativo dei gameti. Nel lume dei tubuli seminiferi si raccolgono

gli spermatozoi maturi. Il compito delle cellule del Sertoli è offrire sostegno strutturale e nutritivo alle

cellule germinali. Inoltre possiedono recettori di membrana per FSH ipofisario e recettori citoplasmatici per

il testosterone, perciò provvedono all’invio di segnali alle cellule della linea germinale che invece non

possiedono recettori ormonali. Infatti la maturazione avviene sotto il controllo delle gonadotropine, per cui

le cellule del Sertoli funzionano come le cellule della granulosa: sotto l’azione di FSH producono messaggeri

cellulari che raggiungono le cellule della via germinale.

Provvedono anche alla fagocitosi delle parti residue delle cellule germinali che non entrano nella

costituzione degli spermatozoi maturi durante il processo di spermatogenesi: maturando la cellula deve

assumere caratteri particolari e dotarsi di strumenti per il movimento, perciò abbandona residui

citoplasmatici che vengono digeriti dalle cellule del Sertoli.

Regolano anche il rilascio degli spermatozoi nel lume dei tubuli seminiferi.

Infine il testicolo è sede di un privilegio immunologico: i gameti che si differenziano iniziano ad assumere

caratteri genotipici e fenotipici diversi rispetto a quelli dell’organismo, quindi possono esprimere proteine

che non sono completamente appartenenti al self dell’organismo; la natura ha ovviato il problema

predisponendo una segregazione delle cellule germinali in compartimenti per impedire reazioni

immunologiche. In questo modo il compartimento ad-luminale è segregato rispetto a quello basale, cioè è

segregato rispetto alle strutture cellulari che si trovano al di là della membrana basale, come per esempio i

vasi dove si possono trovare cellule del sistema immunitario, oppure tessuto connettivo dove si trovano i

linfociti. Se alcune cellule riescono a fuggire a questa segregazione si generano infiammazioni autoimmuni.

A partire dalla pubertà, sotto l’azione dell’FSH ipofisario e del testosterone prodotto dalle cellule

interstiziali di Leydig (che hanno recettori di membrana per LH) le cellule del Sertoli promuovono il

differenziamento delle cellule germinali in spermatozoi (spermatogenesi) producendo una serie di fattori

che interagiscono sulla linea delle cellule germinali: GNDF (Glial Derived Neurotrofic Factor - fattore di

crescita che stimola cellule del sistema nervoso), SCF (Stem Cell Factor), Transferrina, Lattato, ABP

(Androgen Binding Protein), inibina B, Attivina, TNF alfa (Tumor Necrosis Factor alfa), Metalloproteasi,

Endotelina.

SPERMATOGENESI

È l’insieme delle tappe proliferative e delle modificazioni morfologiche attraverso le quali gli elementi

germinali maschili immaturi, gli spermatogoni, si trasformano in elementi maturi, gli spermatozoi. Si

articola in più fasi e l’intero processo dura in media 74 giorni. Inizia alla pubertà e prosegue per tutto l’arco

della vita, anche se rallenta con l’avanzare dell’età. Si possono distinguere tre fasi: una fase mitotica, una

fase meiotica e la spermiogenesi.

Fase mitotica

La fase mitotica, o spermatocitogenesi e consiste nella ripetizione di divisioni mitotiche delle cellule

germinali primitive (staminali) che mantengono patrimonio di cromosomi inalterato, ma che portando

all’espressione graduale di differenze genotipiche tali da poter distinguere queste cellule in tre tipologie:

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spermatogoni di tipo Ad (dark): costituiscono un pool di riserva di spermatogoni staminali pronti a

- entrare in ogni momento in divisione mitotica, però il loro indice mitotico di divisione non è elevato

(si mantengono nello stato indifferenziato e di tanto in tanto alcune sono pronte a