Riassunto esame Embriologia, Embriologia Umana, De Felici, prof. Canipari

SPERMATOGENESI

L’apparato genitale maschile è composto da diverse strutture ed è deputato alla SPERMATOGENESI e alla secrezione endocrina di ormoni androgeni

(testosterone e diidrotestosterone).

E’ composto dall’organo sessuale primario, il testicolo (compartimentalizzato in tubuli seminiferi per la produzione di spermatozoi e cellule del Leydig per gli

ormoni androgeni) associato alle vie genitali (dotti) e l’organo copulatore, il pene.

Anatomia del testicolo Il testicolo è rivestito di un tessuto connettivo detto tonaca abuginea che posteriormente al testicolo presenta un ispessimento dove si

trovano i vasi sanguigni. Da questa porzione dipartono sepimenti di connettivo che creano dei lobuli all’interno del testicolo.

Nei lobuli ci sono 1­4 tubuli seminiferi intervallati da connettivo lasso e cellule interstiziali del Leydig. Ogni tubulo forma delle anse e poi si mette posteriormente

in connessione con la rete testis (nel mediastino del testicolo) che si collegano all’epididimo, la prima parte delle vie spermatiche. L’epididimo è suddivisibile in

testa, corpo e coda da cui diparte un ripiegamento verso l’alto che costituisce il dotto deferente (la cui porzione terminale dilatata è detta ampolla).

Il dotto deferente confluisce con la vescichetta spermatica nell’uretra prostatica che attraversa la prostata e confluisce nell’uretra peninea verso l’esterno.

Il testicolo è vascolarizzato dall’arteria peninea che dopo un sistema di capillari forma il plesso pampiniforme che avvolge l’arteria stessa e ha una temperatura

più bassa rispetto alla temperatura addominale e pertanto il testicolo ha temperatura di 34­35 gradi.

Epitelio seminifero

I tubuli sono composti da un epitelio stratificato composto da cellule germinali in differenziamento (spermatozoi) e cellule del Sertoli. All’esterno dell’epitelio si

osserva la tonaca propria che presenta cellule miodi (muscolari lisce, importanti per la propagazione degli spermatozoi non mobili verso il lume della gonade) e

membrana basale.

Le cellule del Sertoli hanno forma piramidale, cromatina non compatta e un grosso nucleolo e ha la base rivolta verso la membrana basale del tubulo e la testa

verso il lume.

Le cellule del Sertoli hanno prolugamenti che avvolgono gli spermatozoi in formazione e sono importanti per la spermatogenesi perché fagocitano gli

spermatozoi degernati, li nutrono e li proteggono, regolano il loro rilascio e via dicendo. Un’importante ruolo che hanno è quello di essere i componenti principali

della BARRIERA EMATO­TESTICOLARE perché si uniscono tra di loro con giunzioni occludenti e creano due compartimenti ben separati nel tubulo: un

compartimento basale dove sono gli spermatogoni pre­meiotici e un compartimento adluminale, rivolto verso il lume, dove stanno gli spermatozoi post­mitotici.

Il passaggio degli spermatozoi da un compartimento all’altro è un processo particolare che prevede la temporanea apertura delle giunzioni occludenti ed è

dovuta a fattori diversi come TNF­ e alcune metalloproteasi.

α Spermatogenesi

Maturazione dello spermatogonio in spermatozoo, dura 74 giorni ed è suddivisa in 3 fasi: fase mitotica, meiotica e

spermiogenesi.

Fase mitotica Gli spermatogoni sono cellule staminali indifferenziate che si dividono asimmetricamente. Esistono

spermatogoni di 2 tipi: A dark (AD) con colore intenso scuro, vere staminali, e A pale (AP) più pallide che sono cellule

staminali progenitrici. Le cellule Ap hanno mitosi asimmetrica e danno origine ad altre cellule Ap (che non fanno

citodieresi e restano unite da un ponte citoplasmatico) e a spermatogoni B. Gli spermatogoni B con un’altra divisione

mitotica danno origine agli spermatociti primari in preleptotene (prima fase della meiosi). Molti spermatogoni vanno

incontro ad apoptosi e questo è necessario al controllo della qualità del processo.

Fase meiotica Si osserva la duplicazione del DNA seguita da due divisioni cellulari come nelle pi ù classiche mitosi. Alla fine della prima divisione meiotica si

osservano spermatociti secondari (con corredo aploide) e con la II divisione meiotica si hanno 4 spermatidi rotondi,

ciascuno con un cromatidio fratello.

Spermiogenesi Fase che, senza altre divisioni cellulari, permette di ottenere una cellula polarizzata, lo

spermatozoo a partire da una cellula rotonda. E’ divisa in più fasi:

 Fase del Golgi: Delle vescicole proacrosomiche secrete dal Golgi si fondono in una grande vescicola

acrosomica.

 Fase del cappuccio: La vescicola acrosomale ricopre 2/3 del nucleo e i centrioli si dispongono in posizione opposta a questa.

 Fase acrosomale: Il nucleo si approssima alla membrana plasmatica dietro il granulo acrosomale. Da uno dei 2 centrioli opposti (l’altro degenera) si

costituisce il flagello e ai lati del nucleo un complesso di microtubuli, detto manchette collega il cappuccio acrosomico al flagello.

 Fase di maturazione: Si forma la struttura specie­specifica per accrescimento dell’acrosoma, in questa fase la cromatina si compatta e si ferma la

trascrizione. Le proteine istoniche sono sostituite da protamine e il citoplasma, caudale rispetto all’acrosoma, viene secreto in corpi residuali

fagocitati dalle c. del Sertoli.

Struttura dello spermatozoo

Lo spermatozoo è suddivisibile in 2 zone principali: testa e coda.

La testa è composta dal nucleo più la membrana acrosomale (divisa in membrana esterna, rivolta verso il plasmalemma, e membrana interna, rivolta verso il

nucleo).

La coda è suddivisibile in 4 regioni dette collo, tratto intermedio, tratto principale e tratto finale.

Il collo è composto da 1 centriolo e 9 fibre dense esterne che si propagano verso il flagello.

Il tratto intermedio presenta l’assonema circondato dalle fibre dense (responsabili del ripiegamento del flagello) a loro volta circondate da mitocondri. Il tratto

principale ha diametro minore rispetto al tratto intermedio e ci sono solo 2 fibre dense prolungate. Il tratto finale non presenta fibre dense ma soltanto

l’assonema rivestito da membrana plasmatica.

La spermatogenesi è un processo continuo perché ogni 16 gg da spermatogoni Ap inizia il processo di spermatogenesi che dura 74 giorni: è ovvio che

all’interno del tubulo seminifero si troveranno contemporaneamente più generazioni cellulari (fasi diverse in cui si trova lo spermatogono/spermatozoo)

contemporaneamente e sfalsate tra loro di 16 gg. Si definisce ciclo dell’epitelio seminifero il ciclo che intercorre tra due successive generazioni uguali nella

stessa regione dell’epitelio (e dura 16 gg – in 74 gg ci sono 4,6 cicli per ogni area) mentre l’onda dell’epitelio seminifero è un tratto che contiene tutte le fasi della

spermatogenesi, dal compartimento basale a quello adluminale: nell’uomo non c’è sincronizzazione tra queste aree pertanto al lume non arrivano “onde” di

spermatozoi ma vi è un flusso continuo.

Nel corso della spermatogenesi si osserva la comparsa di nuovi antigeni sulla superficie delle cellule che in teoria andrebbero riconosciuti come non­self dal

sistema immunitario e sul luogo dovrebbero essere richiamati linfociti e macrofagi (causano orchidismo): in realtà così non avviene perché il testicolo è un sito

immunologicamente privilegiato e tollera componenti non­self senza richiamare macrofagi e linfociti. In questo processo sono coinvolti i linfociti T, la barriera

emato­testicolare (che impedisce agli auto­antigeni di entrare nel compartimento adluminale), dei fattori solubili locali secreti dalle cellule del Sertoli che

regolano la proliferazione di linfociti CD8+ e che stimolano la proliferazione di cellule T regolatorie.

Regolazione ormonale della spermatogenesi L’ipotalamo secerne GnRH (ormone legato a gonadotropine) che induce l’ipofisi a rilasciare FSH, con recettori

sulle cellule del Sertoli e LH, diretto alle cellule del Leydig.

 L’FSH (ormone follicolo­stimolante) è prodotto in periodo neonatale, poi disattivo e torna in pubertà dove dà inizio alla produzione di spermatozoi.

FSH è importante nella regolazione della proliferazione delle cellule del Sertoli che sostengono, con i loro prolungamenti, gli stessi spermatidi ed è

coinvolto nel meccanismo dell’apoptosi che regola la quantità di spermatogoni.

FSH induce la secrezione, da parte delle cellule del Sertoli di GDNF, implicato nell’autorinnovamento degli spermatogoni staminali, di SCF (che ha il

recettore Kit su molte cellule staminali) che regola la sopravvivenza degli spermatogoni (anti­apoptosi) e delle cellule del Leydig, alcuni elementi

importanti per il metabolismo (ferritina, ABP – androgeno binding protein) e l’inibina B (regolazione a feedback per FSH – opposta all’attivina).

 LH (ormone luteinizzante), induce le cellule del Sertoli a produrre testosterone.

Il testosterone in fase fetale induce il differenziamento delle gonadi verso il fenotipo maschile. T agisce indirettamente sugli spermatogoni attraverso

prodotti che saranno secreti dalle cellule del Sertoli (che posseggono il recettore AR per T) e induce fertilità e la regolazione del passaggio da

spermatidi primari a cellule rotonde che poi diventano polarizzate ed è coinvolto nella spermiogenesi.

L’enzima 5­ ­reduttasi trasforma T in diidrotestosterone (DHT) che è coinvolto nella maturazione dei genitali esterni.

α

 Estrogeni Prodotti da androgeni aromatizzati e agiscono sui recettori ER ed ER che sono presenti sulle cellule del Leydig, del Sertoli e sugli

α β

spermatozoi in tutte le fasi. Coinvolto nella normale fertilità.

Maturazione epididimale

L’epididimo è un canale di 6 metri composto da epitelio colonnato pluristratificato a sua volta composto da cellule basali, principali e chiare (con delle sterocilia).

Si è osservato che nel corso del viaggio attraverso l’epididimo gli spermatozoi maturano e acquistano motilità e capacità di fecondare l’ovocita. Questa

maturazione è dovuta allo specifico microambiente presente nell’epididimo: questo dotto è rivestito da un tessuto connettivo con fibroblasti, macrofagi, vasi, fibra

collagene e via dicendo e all’interno presenta un lume pieno di ioni inorganici, molecole organiche ed è iperosmotico rispetto all’ambiente circostante oltre che

acido, a causa della pompa protonica esistente nelle cellule chiare. Le cellule basali dell’epididimo formano anche una barriera emato­epididimale a causa delle

congiunzioni occludenti con le quali sono legate tra loro che risulta una protezione immunologica all’ambiente interno del lume. T e DHT sono implicati nella

maturazione spermatica.

OVOGENESI

L’apparato genitale femminile è diviso in ovaio, la gonade femminile e le vie genitali la cui parete è rivestita da tessuto muscolare liscio e mucosa. L’ovaio è

accolto n