L'ovulazione
Poco prima dell'ovulazione il follicolo secondario si ingrandisce diventando un follicolo di Graaf, ovvero l'ultimo stadio che un follicolo può raggiungere. In questo stadio l'ovocita è pronto per essere liberato. Contemporaneamente l'oocita primario completa la meiosi I e inizia la meiosi II, arrestandosi nella metafase.
Nel frattempo, sulla superficie dell'ovaio si forma una zona definita stigma, ovvero un rigonfiamento, dove verrà liberato l'oocita una volta maturo. Nel follicolo di Graaf, la cellula uovo è circondata da cellule dette cellule della granulosa, le quali servono per nutrire la cellula uovo stessa.
L'ovulazione, ovvero l'espulsione della cellula uovo dalla superficie dell'ovaio, è facilitata dalla contrazione regolare delle fibre muscolari lisce. Quando l'ovulo viene espulso è ancora circondato dalle cellule della granulosa. Alcune cellule del cumulo ooforo si dispongono attorno alla zona pellucida, ovvero uno strato glicoproteico che avvolge la cellula uovo e la protegge, per formare la corona radiata. Quando la cellula uovo viene espulsa è quindi ricoperta da due strati protettivi, ovvero la zona pellucida e la corona radiata.
L'ovocita viene espulso nel peritoneo e deve entrare a livello delle tube, la quale si avvicina all'ovaio nella zona dello stigma e, grazie al movimento delle fimbrie (ovvero delle espansioni citoplasmatiche) e delle ciglia epiteliali della tuba, l'ovocita viene spinto verso l'infundibolo delle tube. Da qui l'ovocita viene spinto, dalle ciglia e dalle contrazioni della muscolatura liscia, fino a raggiungere l'ampolla tubarica, ovvero la zona più larga della tuba, ed è proprio qui che, se la cellula uovo incontra lo spermatozoo, avviene la fecondazione. In questo caso l'ovocita giunge nella cavità uterina in 3-4 giorni; la cellula uovo e lo spermatozoo si fondono creando uno zigote, che si trasforma poi in morula e blastocisti, la quale migra nella tuba e si andrà ad impiantare nella parete dell'utero.
Se non avviene la fecondazione, l'ovocita regredisce dopo circa 12-14 giorni. La cellula uovo migra comunque nella tuba e si impianta nella parete dell'utero, la quale però si sfalderà e darà origine alla mestruazione.
Il gamete maschile
Il gamete maschile, detto spermatozoo, quando raggiunge l'ampolla tubarica, è già aploide, mentre l'ovocita non è ancora aploide in quanto è fermo nella II divisione meiotica. Il gamete maschile, per poter fecondare la cellula uovo, deve ricevere un procedimento chiamato capacitazione. Lo spermatozoo è formato da: una testa che contiene il nucleo, da una vescicola detta acrosoma, la quale contiene degli enzimi idrolitici, da un flagello e da segmento intermedio ricco di mitocondri, i quali donano l'energia allo spermatozoo per muoversi.
Il flagello è sostenuto da un sistema di microtubuli disposti in 9 coppie di microtubuli più 2 microtubuli centrali.
L'apparato genitale femminile
L'ovocita entra nell'ampolla e inizia a migrare, gli spermatozoi per poter fecondare la cellula uovo devono entrare nell'utero, superare l'istmo (zona molto stretta delle tube di Falloppio), continuare nella tuba di Falloppio e raggiungere l'ampolla. A causa del lungo tragitto da percorrere, solamente l'1% degli spermatozoi depositati in vagina entra nella cervice. Il percorso dalla cervice alla tuba dura dalle 2 alle 7 ore, raggiunto l'istmo (che rappresenta la prima barriera) gli spermatozoi si arrestano. La migrazione riprende al momento dell'ovulazione, grazie a delle sostanze chemiotattiche, rilasciate dal cumulo ooforo, che permettono allo spermatozoo di raggiungere l'ampolla.
Fattori che favoriscono e ostacolano la migrazione degli spermatozoi
- La contrazione della muscolatura liscia uterina che si verificano durante l'orgasmo femminile.
- Le prostaglandine contenute nello sperma che favoriscono la contrazione della muscolatura liscia.
- Il muco cervicale con un pH basico (tipico del periodo di ovulazione), che contrasta quello acido delle secrezioni vaginali.
- La liquefazione dello sperma ad opera degli enzimi del liquido vaginale.
- Il movimento degli spermatozoi, soprattutto di propulsione, favoriti dal movimento dei fluidi indotto dalle ciglia uterine.
I fattori che possono influenzare negativamente la migrazione degli spermatozoi sono:
- L'acidità dell'ambiente vaginale, circa con un pH 4.
- La presenza di tanti leucociti, i quali compiono la fagocitosi degli spermatozoi nella cavità uterina.
- Stretto passaggio nella giunzione utero-tubarica, detta istmo.
A causa di questi aspetti negativi, il numero degli spermatozoi vitali diminuisce durante il percorso verso l'ampolla tubarica.
L'unione dei gameti
L'unione del gamete maschile, chiamato spermatozoo, con quello femminile, detto ovocita, determina la fecondazione, che avviene nell'ampolla tubarica. Gli spermatozoi rimangono vitali nelle vie genitali femminili per circa 4 giorni e hanno la capacità di fecondare per circa 2 giorni.
Una volta raggiunta l'ampolla, uno spermatozoo, per riuscire ad entrare nella cellula uovo, deve superare due barriere, ovvero la corona radiata e la zona pellucida. Lo spermatozoo deve subire un processo di capacitazione, il quale consiste in modifiche strutturali, in particolare della membrana plasmatica dello spermatozoo, per cui gli spermatozoi diventeranno capaci di superare tali barriere. Tali modifiche vengono attivate dai secreti delle vie genitali femminili. Solitamente, molti spermatozoi diventano capaci di fecondare la cellula uovo, ma solamente uno riesce ad entrare al suo interno.
Le cellule della corona radiata vengono facilmente superate grazie al movimento compiuto dai flagelli degli spermatozoi; inoltre, le cellule della corona radiata vengono disperse dagli enzimi della mucosa tubarica.
Una volta che gli spermatozoi entrano in contatto con la membrana pellucida, si ha un riconoscimento di proteine specifiche, i cui recettori si trovano sulla zona pellucida. In un primo momento si ha un riconoscimento specie-specifico, il quale permette allo spermatozoo umano di riconoscere solamente l'ovocita umano. Lo spermatozoo rilascia gli enzimi che si trovavano nella membrana acrosomiale, ovvero la vescicola ricca di enzimi posta sulla testa dello spermatozoo. La membrana plasmatica si fonde con la membrana dell'acrosoma, in questo modo gli enzimi degradano la zona pellucida, si ha una reazione acrosomiale.
Dopo la zona pellucida, lo spermatozoo penetra nello spazio perivitellino, ovvero una zona posta tra la zona pellucida e la membrana della cellula uovo, dove perde la capacità di muoversi, in quanto non è più necessario il suo movimento perché giunto a destinazione. L'adesione tra lo spermatozoo e la cellula uovo è dovuta a dei recettori specifici, si parla di integrine nella cellula uovo e di ligandi per lo spermatozoo, avviene così una fusione tra la membrana della cellula uovo con la membrana post-acrosomiale (che riveste la regione posteriore della testa dello spermatozoo). La testa dello spermatozoo entra nell'ovocita, tutti i componenti dello spermatozoo, anche i mitocondri, tranne la cromatina, vengono degradati, questo perché nell'embrione i mitocondri sono sempre di origine materna.
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