Embriologia - Schemi

Impianto

Arrivata in utero, la morula cambia aspetto e prende un nome diverso. Si forma infatti un monostrato di cellule appiattite alla periferia che formano giunzioni occludenti, queste accumulano un liquido per transcitosi che crea progressivamente uno spazio tra le cellule dello strato interno e quelle delle strato esterno portando allo stadio di blastocisti. La blastocisti quindi, una volta accumulato il liquido, sarà costituita da cellule periferiche che formano il trofoblasto e da cellule interne che formano invece l'embrioblasto (giunzioni comunicanti), interposta fra i due strati si trova la cavità del blastocele.

Le cellule della morula sono in grado di ricostituire l'embrione, quelle della blastocisti no (l'embrioblasto può fare l'embrione ma non gli annessi, il trofoblasto viceversa). La blastocisti in seguito all'accumulo di liquido assume una forma allungata dove si possono distinguere due porzioni, quella dove si concentrano le cellule dell'embrioblasto è il polo embrionale mentre il polo opposto è il polo ab-embrionale.

La blastocisti, una volta in utero, inizia ad aumentare di dimensioni a seguito dell'accumulo della grande quantità di liquido, comportando una pressione interna sulla membrana pellucida. Inoltre, l'utero in fase secretoria rilascia enzimi che degradano la membrana pellucida, l'insieme dei due eventi porta alla schiusa della blastocisti che permette il contatto delle cellule trofoblastiche con la parte spongiosa dell'endometrio. Il contatto dell'endometrio con le cellule del trofoblasto porta le cellule del trofoblasto ad attivare un processo di proliferazione in corrispondenza del polo embrionale (primo tratto dell'embrione che entra in contatto con l'endometrio) che porta alla fusione delle cellule proliferate in un sincizio.

A questo punto si possono distinguere nel contesto del trofoblasto il citotrofoblasto, ovvero lo strato in proliferazione, e il sinciziotrofoblasto, ovvero lo strato formato dalle cellule figlie del citotrofoblasto. Il sinciziotrofoblasto media l'impianto e permette poi la formazione della placenta a livello del polo embrionale, ovvero quello più vicino all'embrione. Per mediare l'impianto, il citotrofoblasto produce molecole che degradano la parete uterina mentre il sinciziotrofoblasto produce hCG che esercita un'azione trofica sul corpo luteo (diventa corpo luteo gravidico), il quale continua a produrre progesterone per stimolare l'angiogenesi e la formazione di connettivo a livello uterino (poi la placenta produrrà direttamente progesterone).

La modalità di proliferazione del sinciziotrofoblasto è particolare e porta alla formazione di zone più rilevate e zone più profonde, inoltre l'attività erosiva del citotrofoblasto porta a uno stravaso di sangue dai vasi materni e alla formazione di zone piene di sangue che sono le lacune sinciziali. L'impianto si completa intorno al 10°/11° giorno, in utero, un impianto al di fuori dell'utero porta a varie tipologie di problematiche.

Nel contesto della decidua si differenziano cellule voluminose, si tratta delle cellule deciduali che portano alla reazione deciduale, fondamentale per favorire l'impianto e evitare il rigetto (queste cellule si formano anche se non si ha gravidanza ma in questo caso regrediscono). Le cellule deciduali producono fattori di crescita, laminina, glicodelina e fattori inibitori. Infatti, la parete uterina è ricca di linfociti T natural killer; a seguito della comparsa delle cellule deciduali si differenziano dei NK particolari, si tratta dei linfociti uNK (uterine natural killer) che non aggrediscono l'embrione ma producono fattori di crescita e fattori angiogenici.

Inoltre il sinciziotrofoblasto esprime recettori di istocompatibilità modificati per cui i recettori che corrispondono a quelli paterni vengono mascherati dal sinciziotrofoblasto stesso, coadiuvato dai linfociti B che producono anticorpi per questi antigeni modificati, invece che aggredirli però mascherano ulteriormente il recettore. Per le prime due settimane l'embrione è contenuto completamente nella parete uterina. All'inizio dell'impianto entra nella decidua solo la porzione embrionale, di cui questa ha un aspetto sinciziale mentre la parte opposta è ancora liscia, si parla allora di corion laeve. Una volta che l'embrione entra completamente nella decidua sia il polo embrionale che quello ab-embrionale hanno una struttura sinciziale e si parla allora di corion frondosum.

Prime fasi di sviluppo

Nel corso della seconda settimana, durante l'annidamento della blastocisti, si assiste anche a cambiamenti a livello dell'embrioblasto. Le cellule della massa interna si riorganizzano in modo tale da formare due strati di cellule giustapposti, di cui uno è a contatto con il citotrofoblasto e uno a contatto con il primo che guarda verso la blastocele. Lo strato che guarda verso la blastocele possiede cellule cubiche ed è l'ipoblasto mentre lo strato a contatto con il trofoblasto presenta cellule più alte del primo e si chiama epiblasto.

A questo punto le cellule dell'epiblasto proliferano e iniziano ad accumulare un liquido al loro interno, si forma così una cavità che ha come pavimento l'epiblasto e come pareti laterali cellule derivate dell'epiblasto che prendono il nome di amnioblasti, si forma allora la cavità amniotica. Le cellule dell'ipoblasto proliferano a loro volta e si stratificano andando a formare le pareti della blastocele, una volta che questa viene delimitata dalle cellule dell'ipoblasto prende il nome di sacco vitellino primario.

Si ha poi la produzione di un secreto sia da parte delle cellule del citotrofoblasto che di quelle dell'embrioblasto che si accumula fra citotrofoblasto e embrioblasto in modo da separarli; citotrofoblasto e embrioblasto si separano accumulando una sostanza gelatinosa fatta da sostanza intercellulare e cellule mesenchimali che prende il nome di magma reticolato. Il magma reticolato si pone tra il sacco vitellino primario e la faccia interna del sacco vitellino, le lacune presenti in sede si riempiono di liquido e tendono a confluire in quello che è il celoma extra-embrionale o cavità coriale, questa cavità si espande e avvolge completamente la cavità amniotica e vitellina.

Il magma quindi si riorganizza, il liquido viene riassorbito e le cellule diventano epiteliali (transizione mesenchimo-epiteliale) ponendosi su due strati, di cui uno appoggia sul citotrofoblasto e uno sull'embrioblasto; questo è il mesoderma extra-embrionale. Si riconoscono appunto due strati che sono il mesoderma extra-embrionale splancnopleurico (profondo, aderisce all'embrione) e il mesoderma extra-embrionale somatopleurico (superficiale, aderisce al citotrofoblasto); il M.E. Splan. riveste il sacco vitellino mentre il M.E. Som. riveste il sacco amniotico e formerà poi il corion.

Questi due strati del mesoderma extra-embrionale in un punto restano indivisi e formano il peduncolo embrionale. Le cellule dell'ipoblasto, sotto stimolo del M.E., proliferano ulteriormente e spostano le cellule che rivestivano il sacco vitellino primario, il sacco vitellino primario subisce una strozzatura circolare e si divide a formare il sacco vitellino secondario e una cisti esocelomica. Le cellule proliferate dall'ipoblasto rivestono il nuovo sacco vitellino che diventa il sacco vitellino secondario.

Dal M.E. che riveste il sacco vitellino inizia la formazione delle isole angiogeniche (inizio terza settimana) mentre nella sua parete dorsale compaiono le cellule geminali primordiali che intervengono nella formazione delle creste neurali.

Linea primitiva

È la prima struttura che permette di distinguere la porzione cefalica dalla porzione caudale. Si tratta di un ispessimento sulla linea mediana dello scudo embrionale dovuto a una proliferazione dell’epiblasto che procede in direzione caudo-craniale. Si forma una prima estroflessione sulla linea mediana, poi si forma un rilievo terminale e in seguito la struttura si invagina, si possono distinguere a questo punto tre porzioni della linea primitiva.

• La porzione che va dal punto di origine alla porzione terminale della linea primitiva e che si è invaginata prende il nome di solco primitivo.
• La porzione rilevata distale prende il nome di nodo primitivo.
• La porzione al centro del nodo che si è invaginata prende il nome di fossetta primitiva.

Gastrulazione

Le cellule dell’epiblasto nel contesto del solco primitivo proliferano e si insinuano nel solco stesso, raggiungono la regione sottostante e vanno a sostituire le cellule dell’ipoblasto (in parte vanno in apoptosi e in parte vanno a formare le pareti del sacco vitellino secondario). Al posto delle cellule dell’ipoblasto si forma un nuovo tessuto formato da cellule dell’epiblasto che prende il nome di endoderma.

Le cellule dell’epiblasto proliferano nuovamente e si insinuano nel solco per formare un nuovo tessuto che è il mesoderma. L’evento che porta alla formazione del mesoderma prende il nome di gastrulazione, inizia all’inizio della terza settimana e si svolge lungo tutta la terza settimana. La proliferazione delle cellule dell’epiblasto non è omogenea e si avranno tre direzioni proliferative che identificano i tre strati che formeranno il mesoderma, si ha infatti una proliferazione craniale che origina dal nodo, una più laterale e una ancora più laterale.

La prima proliferazione è quella più vicina all’asse mediano e porta alla formazione del mesoderma parassiale che ha una struttura cordonale. Lateralmente a questo si origina il mesoderma intermedio che ha sempre una struttura cordonale. Lateralmente al mesoderma intermedio si forma il mesoderma laterale che ha una struttura laminare, questa delamina in un foglietto splancnopleurico e uno somatopleurico in continuità con i foglietti extra-embrionali.

Il foglietto che si continua con quello che riveste il sacco amniotico è il foglietto somatopleurico, quello che si continua con quello che riveste il sacco vitellino è il foglietto splancnopleurico. Durante la formazione del mesoderma si formano due strutture importanti, queste sono la membrana bucco-faringea e la membrana cloacale, dove l’ectoderma e l'endoderma sono fusi assieme e non permettono quindi l’ingresso del mesoderma.

Si tratta di due strutture che definiscono un confine e sono destinate a perforarsi, la membrana bucco-faringea metterà in comunicazione cavità orale ed esofago/vie aeree mentre quella cloacale mette in comunicazione l'intestino con la cavità amniotica. Nel momento in cui nell’embrione compare il mesoderma anche l’epiblasto cambia nome e si chiama ectoderma.

Notocorda

La notocorda nasce da una proliferazione delle cellule dell’epiblasto in corrispondenza del nodo primitivo, qui le cellule proliferano e si inseriscono all’interno del nodo formando un canale a fondo cieco che è il processo notocordale. Il processo notocordale si allunga poi in direzione craniale mantenendosi sulla linea mediana e percorrendo l’embrione dalla membrana bucco-faringea alla membrana cloacale.

La struttura inizialmente cava inizia ad allungarsi in direzione cefalica appoggiata all’endoderma, l’interazione fra notocorda e endoderma porta le cellule dell’endoderma in apoptosi creando un’interruzione dell’endoderma che entra in continuità con il processo notocordale. Siccome il processo notocordale era in continuità con la cavità amniotica a causa della sua origine dall’epiblasto contiene liquido amniotico; una volta formata l’interruzione dell’endoderma quindi il liquido amniotico comunica con il liquido della cavità vitellina sottostante all’endoderma. Il canale che si forma prende il nome di canale neuroenterico.

Quindi le cellule dell’ectoderma daranno origine alla placca neurale e quindi al SNC mentre il sacco vitellino darà origine ai visceri. A questo punto le cellule dell’endoderma iniziano a proliferare e chiudono la comunicazione che si era formata mentre le cellule del processo nototocordale si avvicinano per formare una struttura piena che è la notocorda. La struttura piena della notocorda assume una sua identità e si separa dall’endoderma sottostante formando l’unica struttura assile dell’embrione.

Neurulazione

La notocorda non si limita a formare la struttura assile dell’embrione ma libera morfogeni che inducono le strutture circostanti a intraprendere un processo differenziativo, in particolare l’ectoderma posto al di sopra della notocorda e il mesoderma parassiale posto ai lati. L’ectoderma della zona soprastante alla notocorda infatti va incontro ad un’attività proliferativa in seguito all’azione dei morfogeni della notocorda, l’attività proliferativa è maggiore cranialmente e si esaurisce caudo-lateralmente.

La zona proliferata forma una zona più spessa dell’ectoderma che prende il nome di placca neurale, questa è molto più espansa cranialmente e meno caudalmente (futuri encefalo e midollo); l’evento che porta alla formazione del SNC a partire dalla placca neurale prende il nome di neurulazione. L’epitelio proliferato dall’ectoderma che ora è cilindrico pseudostratificato prende il nome di neuroectoderma e una volta innescata la proliferazione la struttura della placca neurale prende un percorso differenziativo particolare.

La prima cosa che si manifesta nel contesto della placca è infatti un cambiamento di forma delle cellule poste lungo la linea mediana che portano la struttura descritta come una placca appiattita ad essere depressa nella porzione centrale. Si forma quindi il solco neurale, questo si approfonda fino a diventare una doccia che prende il nome di doccia neurale, i margini della doccia si avvicinano sempre di più per poi fondersi formando una struttura chiusa che è il tubo neurale.

Prima che i margini si fondano le cellule più superficiali che formano le creste neurali si separano dai margini stessi e si fondono, nel frattempo anche l’ectoderma superficiale si richiude. Si formano allora tre strutture fuse una indipendente dall’altra, con le creste neurali che impediscono la fusione fra ectoderma superficiale e neuroectoderma in quanto si interpongono fra i due. L’evento di formazione del tubo neurale si distribuisce sia in direzione craniale che caudale lasciando due cavità aperte cranialmente e caudalmente, il neuroporo anteriore e quello posteriore.

Delimitazione e ripiegamento embrionale

Avviene nella quarta settimana, permette di assimilare l'embrione a un cilindro costituito da due cilindri concentrici. Lo sviluppo del tubo neurale supera la notocorda e porta a un ripiegamento ventrale dell'embrione che porta alla suddivisione delle vescicole encefaliche. Anche a livello caudale lo sviluppo del tubo neurale supera la notocorda posteriormente e determina un ripiegamento ventrale dell'embrione. A seguito di questo ripiegamento la membrana cloacale viene spinta più cranialmente e ventralmente, inoltre compare la depressione dello stomodeo.

A seguito del ripiegamento si sposta anche l'area cardiogena che viene portata caudalmente (da una posizione craniale in posizione successiva alla notocorda), questa si ripiega insieme al setto trasverso e viene portata nella regione toracica da una posizione craniale. Per quanto riguarda l'estremità caudale si ha questo ripiegamento che risulta essere però minore rispetto a quello craniale. Oltre al ripiegamento longitudinale si ha anche un ripiegamento laterale a seguito della crescita dell'amnios.

La cavità amniotica è caratterizzata da amniociti (derivati da una proliferazione dell'epiblasto) e dal mesoderma somatopleurico. La crescita ingente dell'amnios porta a una fusione del mesoderma somatopleurico extra-embrionale con il mesoderma somatopleurico extra-embrionale che riveste la cavità coriale e partecipa alla formazione del corion laeve. Queste si fondono, il corion laeve viene sostituito dagli amniociti grazie alla fusione di questi due strati cellulari. Adesso l'embrione a seguito del ripiegamento laterale e dell'accrescimento dell'amnios si trova all'interno dell'amnios.

Il ripiegamento causa una serie di spostamenti all'interno dell'embrione, in particolare a livello dei tre mesodermi intra-embrionali derivati dalla gastrulazione. I due mesodermi laterali (splancnopleurico e somatopleurico) prima del ripiegamento si continuavano con i corrispettivi extra-embrionali, poi si delimita e si va ad evidenziare la differenza fra extra e intra-embrionale.

La notocorda viene portata molto dorsalmente, poi si ha il mesoderma parassiale che posto inizialmente ai lati della notocorda lo si trova sempre più dorsalmente (lateralmente alla notocorda). Il mesoderma intermedio che a seguito del ripiegamento assume sempre una posizione intermedia ma molto più ventrale e il mesoderma laterale ora si trova ventralmente. Mesoderma somatopleurico e splancnopleurico si fondono sulla linea mediana e insieme vanno a delimitare l'embrione.

Si avrà allora il primo cilindro fatto di mesoderma. All'interno se ne ha un altro che è quello dell'endoderma, dato da un restringimento causato dal ripiegamento laterale. Una porzione di sacco vitellino è rimasta all'interno dell'embrione e poi evolverà nell'intestino primitivo e una porzione invece viene ristretta dalla crescita e la pressione dell'amnios e si forma il cosiddetto dotto entero-vitellino che rientra nel peduncolo embrionale e si continua con la vescicola ombelicale. Queste poi andranno incontro a un'involuzione, infatti non si ritrova alla nascita. Per quanto riguarda l'ultimo foglietto, cioè quello ectodermico, anche questo si va ad avvolgere e a formare la porzione più esterna del cilindro. L'amnios si ripiegherà e andrà ad avvolgere una porzione di peduncolo embrionale.