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Riassunto esame embriologia, prof. Di Pietro, libro consigliato ''Embriologia, Barbieri,Carinci''

Riassunto per l'esame di embriologia, basato su appunti personali e studio autonomo del testo consigliato dal docente Di Pietro: EMBRIOLOGIA, BARBIERI e CARINCI.
Gli argomenti trattati sono i seguenti:
- la riproduzione
- lo sviluppo dell'organismo
- la gametogenesi
- oogenesi
- spermatogenesi
- fecondazione
- prime 4 settimane dello sviluppo
- la placenta

Esame di Istologia ed embriologia umana docente Prof. R. Di Pietro

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EMBRIOLOGIA 3

5. Organogenesi: il corpo dell’embrione viene suddiviso in aree generiche, creando la struttura tridimensionale

dell’embrione, assumendo lo stadio fenotipico della specie, al terzo mese passando dalla fase embrionale a

quella fetale;

6. La crescita dell’embrione: per raggiungere le proporzioni adeguate è necessario una nuova proliferazione e

un nuovo differenziamento per portare l’organismo al termine della gestazione al grado di vita indipendente.

7. Maturità sessuale: acquista la possibilità di produrre nuovi gameti e riprodursi;

Nei rettili, uccelli e mammiferi, vengono prodotti anche annessi embrionali necessari per la produzione del nuovo

organismo:

• Amnios: sacco che avvolge l’embrione

• Sacco vitellino: continente le sostanze nutritive;

• Allantoide: sacco adibito alla raccolta di rifiuti;

• Corion: sacco più grande che avvolge gli altri e media gli scambi gassosi;

Nei mammiferi c’è qualcosa in più: abbiamo la placenta, quinto annesso embrionale, costituito sia dall’embrione che

dalla madre. La placenta serve per nutrire l’embrione.

In questo modo si aggiunge un’ulteriore fase del ciclo dei metazoi: dopo la segmentazione avviene l’impianto

nell’utero e solo a seguito di questo può avvenire la gastrulazione. Questa separazione tra segmentazione e

gastrulazione avviene perché l’impianto dell’embrione nell’utero materno determina la gonadotropina corionica,

segnale che entra nel circolo sanguigno della madre e raggiunge l’ovaio. In questo modo impedisce la mestruazione

della donna e quindi l’espulsione dell’embrione stesso.

La gametogenesi

La gametogenesi è un processo che prevede la formazione del gamete femminile (ovogenesi) e del gamete maschile

(spermatogenesi). La gametogenesi avviene nelle gondi, ossia gli organi sessuali maschili e femminili (testicolo e

ovaio). Le cellule gametiche richiedono la divisione meiotica.

Il cariotipo è l’insieme dei cromosomi presenti nelle nostre cellule, ogni specie ha un cariotipo specifico. Nell’uomo ci

sono 22 coppie di autosomi e una coppia di cromosi sessuali, diversi nell’uomo e nella donna. All’interno di queste

coppie di cromosomi, troviamo cromosomi omologhi uno derivante dal padre e uno dalla madre. Questi cromosomi

omologhi portano le stesse sequenze di geni, tuttavia possono esprimere alleli diversi. Nella gametogenesi si arriva

alla formazione dei gameti, che deriva dalla maturità sessuale, dove avviene la meiosi, che porta alla formazione di un

corredo cromosomico aploide, corredo dimezzato. Riunendosi al momento della fecondazione i corredi genetici danno

origine ad uno zigote che torna ad essere 2n, ricostituendo il cariotipo di 46 cromosomi diploidi. Il cariotipo diploide in

seguito alla mitosi viene mantenuto. Se il corredo non venisse dimezzato con la meiosi avremo un individuo

tetraploide, non compatibile con la vita.

Le cellule germinali si riproducono per mitosi per aumentare di numero e poi avviene la prima e la seconda divisione

meiotica. Il prodotto della mitosi consiste in due cellule 2n, diploidi, mentre il prodotto della meiosi consiste in quattro

cellule n, aploidi. Il processo di meiosi si sviluppa attraverso due divisioni cellulari per ottenere quattro cellule, che

sono il prodotto finale della divisione stessa.

La meiosi

• Il primo evento della meiosi consiste nella duplicazione del DNA: ciascun cromosoma prima di dividersi si replica.

Nella fase S del ciclo cellulare il DNA viene duplicato, di conseguenza ciascun cromosoma è formato da una coppia di

cromatidi.

• La prima divisione meiotica: la profase I è una divisione molta lunga con tempi diversi tra l’uomo e la donna.

Nell’uomo dura giorni, ma nella donna dura anni. Nella donna inizia a livello embrionale e dura fino alla menopausa.

La profase I è suddivisa in:

1. Leptotele: i cromosomi si spiralizzano e diventano ben visibili;

2. Zigotele: i cromosomi omologhi si avvicinano tra loro appaiandosi, eccetto l’X e l’Y;

3. Pachitene: la contrazione dei cromosomi che diventano più corti e più spessi;

4. Diplotele i cromosomi omologhi iniziano a respingersi parzialmente eccetto i chiasmi. I chiasmi sono punti in

cui i cromosomi s’incrociano e lì avviene uno scambio genico chiamato crossing over. Il risultato è che il

cromosoma paterno non è più uguale a sé stesso perché presenta un pezzo di cromosoma materno e

viceversa. Questo processo preserva la variabilità genetica;

Nella metafase I i cromosomi ruotano e dispongono i centromeri verso i due poli della cellula sulla piastra metafasica

grazie al fuso mitotico; nella anafase I i cromosomi omologhi si separano definitivamente spostandosi ai poli; nella

telofase I si costituiscono i due involucri nucleare e abbiamo quindi due cellule separate.

• Nel corso della seconda divisione meiotica la profase II è un processo molto veloce. Nella metafase II il fuso mitotico

si crea e i cromosomi si dispongono centralmente; nell’anafase II i cromatidi fratelli si separano; nella telofase II

avviene la citodieresi. Le due cellule figli sono apolidi, per un totale di quattro cellule aploidi. La prima divisione sarà

riduzionale, quindi la prima dà due cellule aploidi, che poi si separano per darne quattro aploidi.

4 EMBRIOLOGIA

Anomalie e patologie a carico della meiosi

A carico della gametogenesi ci sono molte anomalie cromosomiche sia di tipo numerico che di tipo strutturale.

Le anomalie numeriche riguardano prevalentemente fenomeni di non disgiunzione dei cromosi omologhi o dei

cromatidi fratelli. Se gli omologhi rimangono attaccati le due cellule figlie saranno diverse: una ne ha uno in più e una

uno in meno. Avremo cellule aneuploidi, quindi con un numero di cromosomi anomalo.

Oltre alla non disgiunzione meiotica è un evento più frequente rispetto alla non disgiunzione mitotica, pur essendo

presenti anche queste. Le non disgiunzioni mitotiche sono presenti nelle fasi precoci dello sviluppo. Questo tipo di non

disgiunzione determina mosaicismo: alcune cellule dell’embrione presentano cellule aneuploidi e cellule diploidi. Gli

individui affetti da queste patologie possono presentare poche o molte caratteristiche di una particolare sindrome in

base al numero delle cellule colpite o alla loro distribuzione.

Nei gameti si possono riscontrare corredi cromosomici aneuploidi. Avere un cromosoma in più o in meno significa

creare un fenotipo anomalo. Talvolta è così anomalo da essere incompatibile con la vita. La maggior parte degli

autosomi aneuploidi sono letali o vanno incontro ad aborto spontaneo. Alcune trisomie sopravvivono: come le

trisomie del cromosoma 21, 18 e 13. Esistono oltre alle aneuploidie che coinvolgono oltre agli autosomi anche i

cromosi sessuali, che possono essere o meno letali. Esse sono: XXY, XYY, XXX, XXXX, XXXXX. Le monosomie sono

incompatibili con la vita eccetto la X0 che è la sindrome di Turner.

Aneuploidie autosomiche:

• La trisomia 21 è responsabile della sindrome di Down che provoca ritardo mentale e nello sviluppo, anomali cranio-

facciali, pliche epicantiche, difetti cardiaci, leucemie e invecchiamento precoce. La sindrome di Down aumenta in

relazione all’età della madre: se a 20 anni c’è una probabilità su 2300 a 46 anni è uno su 46. La ripresa della seconda

divisione meiotica nella madre a 40 anni può provocare una disfunzione di questo tipo, ma anche l’età dell’uomo è

importante.

• Trisomia del cromosoma 13: provoca microcefalia, micro-oftalmia, labro-palatoschisi, dita soprannumerarie, difetti

cardiaci nell’80% dei casi, ritardo mentale, sordità. Un bambino ogni 20.000 nati vivi, anche se 90% muore dopo il

primo anno di vita.

• Trisomia del cromosoma 18 associata a difetti cardiaci, ritardo mentale, impianto basso delle orecchie, anomalie e

malformazione dell’apparato scheletrico; anomalie renali. Un bimbo su 5.000 nati, 85% muore tra la 10° settimane e

fine della gravidanza. Il bimbo muore nella pancia della mamma e fisiologicamente genera un aborto. I nati vivi

muoiono entro 2° mese di vita, solo il 5% muore entro un anno.

Aneuploidie sessuali:

• Delle monosomie, l’unica indicata con la vita abbiamo solo la sindrome di Turner, X0. Questa provoca una bassa

statura, disgenesia ovarica (assenza delle ovaie), problemi renali, cardiovascolari, ovaie, collo palmastro, linfedema

alla estremità, deformità scheletriche con torace ampio, il 98% dei feti con tale sindrome va incontro ad aborto

spontaneo.

• Sindrome di Klineferlter, i cromosomi sono tre XXY, provoca testicoli più piccoli del normale e rigidi, azospermia

(sterilità), ginecomastia (presenza di caratteri sessuali più simili a quelli femminili), elevata statura, aumento delle

gonadotropine plasmatiche, un caso su 500 maschi.

Oltre alle anomalie cromosomiche di tipo numerico abbiamo le anomalie di tipo strutturale, generate a seguito della

rottura del cromosoma stesso. Essi si verificano o per fattori naturali o a causa di fattori ambientali (virus, radiazioni,

farmaci). Il frammento di cromosoma rotto può essere perso, questo processo viene chiamata delezione. Questo può

provocare delle microdelezione, soprattutto nel braccio lungo del cromosoma 15 e da una sindrome diverse se si

ereditano dalla madre o dal padre. Se si ereditano dalla madre abbiamo la Sindroma di Algelman che provoca ritardo

mentale, una scarsa capacità di muoversi, il bimbo rimane prostato a causa di risate non giustificate e a lungo; se si

ereditano dal padre, sindrome di Prader-Willi comportano ipotonia, obesità, ipogonadismo, criptorchidismo (mancata

discesa dei testicoli).

L’apparato genitale è formato dalle gonadi, dalle vie genitali, dai genitali esterni e dalle cellule germinali. Gli abbozzi di

queste vie compaiono a 4 settimane di sviluppo, e fino alle 7° settimana non si può apprezzare fenotipicamente se il

feto sia maschio o femmina. Dopo la 7° settimana gli abbozzi delle gonadi si esprimono e vanno a caratterizzare

sempre più l’apparato stesso. Le cellule germinali, che sono le protagoniste della gametogenesi originano

nell’epiblasto (II settimana di sviluppo). Poi migrano nel sacco vitellino (struttura extraembrionale, ma di origine

embrionale) al di fuori dell’embrione fino alla 4° settimana, localizzandosi in punti specifici. Queste cellule

mantengono carattere staminale fino alla pubertà, quando si andrà incontro a maturità sessuale, e solo alla pubertà ci

sarà il differenziamento di queste cellule germinali. C’è quindi bisogno di proteggere il bambino a livello del basso

addome quando subisce radiazioni ionizzanti che potrebbero distruggere le cellule provocando sterilità. La

gametogenesi non termina a livello embrionale, ma proseguirà durante la pubertà, in cui si sviluppa un

differenziamento puberale delle gonadi. Infatti non sono già mature le gonadi quando inizia la pubertà: bisogna che si

EMBRIOLOGIA 5

producano testosterone per i maschi (ingrandimento del pene, compara della barba, abbassamento di voce) e nella

donna gli estrogeni e il progesterone (ingrandimento delle mammelle, la comparsa dei peli sul pube).

Oogenesi

L’oogenesi avviene nella gonade femminile tramite il processo di meiosi di cui abbiamo parlato precedentemente. La

cellula da cui si parte è l’ovogone, caratterizzato dal presentare 46 cromosomi. Sono cellule germinali con un corredo

diploide e si moltiplicano per mitosi. Le ultime divisioni sono di tipo meiotico andando incontro alla prima divisione

meiotica. Durante questo processo diventa ovocita primario, che dopo la prima divisione meiotica forma un ovocita

secondario e un globulo polare. In seguito dopo la seconda divisione si forma un ovocita matura.

Prima di questi processi abbiamo la migrazione di cellule germinali dal sacco vitellino agli abbozzi delle gonadi. Alla 4°

settimana fino alla 6° settimana le gonadi maschili e femminili sono indistinguibili. Queste migrazioni arrivano nelle

creste genitali, ispessimenti della slacnopleura, che andranno a formare gli abbozzi. Le creste sono formate da una

struttura periferica detta cortex data dall’ispessimento dell’epitelio celomatico e da una struttura più interna detta

medulla. Queste due strutture hanno due destini diversi tra maschi e le femmine: nell’uomo la cortex tende a

degenerare e la medulla tende a trasformarsi nella rete testis; nella donna la medulla va incontro a degenerazione,

mentre la cortex diventa rete ovarii. La cortex continua a proliferare da origine ai cordoni corticali che contengono le

cellule germinali primordiali protette dalla generazione a cui va incontro la medulla.

Le fasi principali dell’ovogenesi

Inizia a livello embrionale, dove ci sono le cellule germinali primordiali, l’ovogenesi si arresta per essere ripresa alla

pubertà, continuando fino alla menopausa. Nel periodo di pubertà alla menopausa si parla di follicologenesi che

avviene a livello dell’ovaio. Le cellule germinali primordiali che si trovano negli abbozzi, si dividono per mitosi, intanto

le gonadi si stanno differenziando e dopo questo differenziamento le cellule germinali si trasformano in ovogoni.

Gli ovogoni non sono in grado di dividersi per mitosi, mentre sono indotti a iniziare la prima divisione meiotica

diventando ovociti primari. Tutti gli ovogoni nella gonadi dell’ovaio o entrano in meiosi o muoiono. Significa che alla

nascita la bimba ha un numero di ovocita determinato, numero destinato solamente a diminuire.

Sempre durante la vita embrionale, l’ovocita primario che va incontro alla prima divisione meiotica va incontro alla

profase, da lì la divisione viene bloccata. L’ovocita a livello embrionale vengono circondati da cellule appiattite dai

cordoni corticali, che prendono il nome di cellule follicolari e avvolgono l’ovocita primario. L’ovocita primario insieme

al monostrato di cellule follicolari vanno a costituire il follicolo primordiale, unità funzionale e strutturale dell’ovaio. È

questo il follicolo che subirà una serie di processi di maturazione, da qui si parla di follicologenesi. Questo arresto

della meiosi nella fase di diplotene della prima divisione meiotica può durare anche 50 anni: fino alla menopausa. La

donna presenta il maggior numero di ovogoni ed ovociti nell’embrione: il picco è raggiunto intorno al 5° o 6° mese. Dal

6° in poi si assiste ad una degenerazione, poiché essi poi si riducono fino alla nascita.

A partire dalla pubertà fino alla menopausa l’ovogenesi riprende. Essa è regolata sotto stretto controllo ormonale:

interessa un numero multiplo di follicoli primordiali ogni giorno. L’ovocita primario di profase I va incontro a processi

di sviluppo e crescita, una serie di trasformazioni per poi ad un certo punto solo uno è in grado di diventare ovocita

secondario ed andare incontro al processo di ovulazione, essendo espulso dall’ovaio ed incanalarsi nelle tube uterine.

Sebbene ogni giorno molti follicoli si riprendono, solo uno ogni 28 giorni completano la meiosi. Inizierà la seconda

divisione meiotica, ma si blocca nella sua fase iniziale, poiché essa si completa solo se l’ovulo viene fecondato.

Il ciclo ovarico

Ogni mese ciclicamente nell’ovaio un piccolo numero di follicoli primordiale riprendono il loro sviluppo fino a che solo

uno verrà espulso, per poi nell’ovaio, quel che resta, formarsi il corpo luteo. Questi processi prendono il nome di ciclo

ovarico, il periodo tra due successive mestruazioni. All’interno di questo periodo che dura 28 giorni, al 14° giorno

abbiamo l’ovulazione, che divide il ciclo in due parti: la prima è la fase follicolare, mentre nella seconda fase è la fase

luteinica. Nella fase follicolare si assiste alla crescita del follicolo, strettamente controllato dalla presenza degli

estrogeni; la fase luteinica è caratterizzata dalla degenerazione del follicolo che diventa il corpo luteo, governato da

progesterone. Parallelamente ci sono trasformazioni che riguardano l’utero, in particolare l’endometrio, processo

strettamente governato dagli ormoni. Queste due situazioni vanno avanti a pari passo.

Il ciclo ovarico è fortemente regolato dalla presenza di ormoni, che riguardano il sistema ipotalamo-ipofisario: a livello

dell’ipotalamo vanno secreti gonadotropine che vanno a stimolare l’ipofisi al secernere l’FSH (follicolostimolante) e

l’LH (luteinizzante), che agiscono nell’ovaio dove trovano recettori specifici. Questo meccanismo è sottoposto a n

processo di feedback negativo: quando i livelli di estrogeni e progesterone sono alti vanno ad inibire l’ipotalamo, che

non produce più gonadotropine, l’ipofisi non produce più LH ed FSH, così la follicologenesi viene bloccata. Al contrario

se le concertazioni ematiche di progesterone di estrogeni sono basse viene stimolato il sistema ipotalamo-ipofisario.

Il ciclo ovarico, diviso in queste due grandi fasi, è abbastanza complesso nella fase follicolare, tantoché questa fase

viene divisa in diverse fasi: fase preantrale, antrale ed ovulatoria. La fase preantrale dura dai 3 ai 5 giorni ed è

6 EMBRIOLOGIA

indipendente dagli ormoni, in cui tutti i giorni i follicoli si risvegliano. La fase antrale dura dagli 8 ai 12 giorni, anche se

è variante, è fortemente dipendente da ormoni come la fase ovulatoria (36 ore).

1. Nella fase preantrale l’ovocita aumenta di dimensioni, da una cellula di 20 micron diventa a 100 micron, accumulando

riserve metaboliche ed energetiche. Le cellule follicolari vanno incontro a un processo di proliferazione formando due

strati: le cellule della granulosa, vicine all’ovocita primario, strati di cellule cubiche, struttura non vascolarizzata, in cui

le cellule comunicano grazie giunzioni gap, lo strato più prossimo dell’ovocita presenta microvilli con cui si agganciano

all’ovocita stesso. Questo strato di cellule producono glicoproteine che costituiscono la zona pellucida che s’interpone

tra l’ovocita e le cellule della granulosa. Le glicoproteine (zp1, zp2, zp3) della zona pellucida vengono riconosciute

dallo spermatozoo durante l’ovulazione. Le cellule follicolari più esterne formano la teca, che è vascolarizzata, a

differenza della granulosa, che si suddivide in teca interna che presenta vasi e ghiandole, e una teca esterna, più

fibrosa con funzione strutturale. Tra le cellule della granulosa e la teca esterna abbiamo la membrana propria. La

comparsa di recettori per ormoni FSH ed LH sono fondamentali per la crescita: quelli per l’FSH sono espressi sulle

cellule della granulosa, mentre gli ormoni LH sono espressi sulla teca. Con queste strutture formiamo l’ovocita

primario.

2. La fase antrale ha una durata maggiore molto variabile. Entrano nella fase antrale solo follicoli che presentano un

numero di recettori sufficiente per gli ormoni e se la concertazione ematica degli ormoni nel sangue è sufficiente. Solo

pochi follicoli riescono a ottenere gli ormoni, depauperando gli altri follicoli. Inizia una vera e vera competizione: solo

un follicolo diventerà quello dominante.

La maggior parte dei follicoli, che non riescono a ottenere ormoni, va incontro ad atresia, ossia la degenerazione delle

cellule della granulosa, ovocita primario muore, si va incontro a una cicatrice fibrosa e diventano corpi atresici.

Quelli che riescono a ottenere ormoni sufficienti vanno incontro a modificazioni strutturali, abbiamo un ulteriore

proliferazione di cellule della teca e della granulosa. A livello della granulosa abbiamo un secreto viscoso, trasudato

del plasma delle cellule della granulosa, detto liquido antrale formando un antro. Questo antro va a creare un cumulo

ooforo, formato da poche cellule della granulosa e l’ovocita secondario. Il follicolo subisce anche modificazioni

funzionali: le cellula della teca iniziano a produrre androgeni come testosterone e androstenoidione, mentre le cellule

della granulosa producono estrogeni, avendo anche la capacità di trasformare androgeni in estrogeni. Questi

estrogeni prodotti dalla granulosa hanno l’effetto di aumentare la proliferazione della granulosa e aumentano il

numero di recettori per gli estrogeni, inoltre l’FSH determina una proliferazione della granulosa e un aumento

dell’espressione dei recettori dell’FSH, un meccanismo a feedback positivo, che porta alla crescita esplosiva del

follicolo dominante. Alla fine della fase antrale anche nella granulosa compaiono i recettori per l’LH, importante per la

fase preovulatoria, in cui c’è un importante picco di LH, che è in grado di indurre la produzione di progesterone.

3. La fase preovulatoria, molto veloce, dura solo 37 ore. Il follicolo diventa terziario o di Graaf in cui l’antro si è espanso,

pieno di liquido antrale, rimane il cumulo ooforo. Il follicolo diventa fino a 25 mm! L’ovocita ha completato la prima

divisione meiotica e diventa ovocita secondario. Ecco che avviene la divisione tra ovocita secondario e globulo polare:

il citoplasma va tutto nell’ovocita secondario, mentre il globulo polare è molto piccolo. L’ovocita secondario inizia

subito la seconda divisione meiotica, ma viene bloccato in metafase II fino alla fecondazione. L’ovocita subisce anche

dei cambiamenti strutturali: scompaiono le giunzioni gap con la granulosa e i microvilli di ancoraggio. Di sotto alla

membrana plasmatica dell’ovocita secondario si formano vescicole corticali, lisosomi importanti per la fecondazione.

Arriviamo all’ovulazione: il follicolo di Graaf contiene un ovocita secondario bloccato nella seconda divisione meiotica,

esso è vicino alla superficie dell’ovaio, formando un rigonfiamento chiamato stigma. La parete si assottiglia a livello

dello stigma, per facilitare l’espulsione dell’ovocita secondario insieme al cumulo ooforo. Si forma una struttura detta

corona radiata, composta da ovocita e cumulo ooforo, che viene espulsa e introdotta nell’ovidotto. Ecco che le

fimbrie, parti finali dell’ovidotto, catturano la corona radiata e lo pongono nell’epitelio ciliato delle tube, evitando che

si perda nella cavità peritoneale. Tutto quello che non viene espulso che fine fa?! La membrana propria è rotta, così i

vasi a livello della teca entrano nella granulosa formandosi un coagulo e inizia la trasformazione del corpo luteo. A

livello ormonale siamo in crollo di FSH ed LH. EMBRIOLOGIA 7

La fase luteinica dura 14 giorni, spesso costante a differenza della fase antrale. Le cellula della granulosa diventano

ipertrofiche, accumulando RER, Golgi, luteina (che da il caratteristico colore

giallo). Il corpo luteo si può considerare una ghiandola poiché produce

progesterone ed estrogeni, creando un feedback negativo a livello ipotalamo-

ipofisario, non venendo stimolata l’ovulazione. Se non c’è fecondazione il corpo

luteo è programmato ad autodistruggersi in poche settimane, crolla FSH ed LH e

l’ipofisi successivamente produce gli ormoni. Se avviene la fecondazione abbiamo

la gonadotropina prodotta dall’embrione, salvando il corpo luteo

dall’autodistruzione. Il corpo luteo è importante per la produzione di

progesterone ed estrogeni, inibendo la produzione di FSH ed LH, affinché non

avvenga una nuova ovulazione. Questo è lo stesso principio data dalla pillola

anticoncezionale, funziona come un corpo luteo artificiale. Quindi nella fase

antrale abbiamo un feedback positivo, mentre nella fase luteinica abbiamo un feedback positivo in cui il corpo luteo

inibisce una nuova ovulazione.

Nella fase preovulatoria abbiamo un aumento degli estrogeni che determina un picco di FSH ed LH inducendo il

cambiamento della granulosa. Questi ormoni poi crollano vertiginosamente. Nella fase luteinica si produce

progesterone ed estrogeni vanno ad inibire FSH ed LH, che noi vediamo quasi a zero. La regressione del corpo luteo

abbiamo una discesa del progesterone, tanto che l’ipofisi riproduce FSH ed LH e si riparte da lì. (FSH, LH, estrogeni,

progesterone)

Associato al ciclo ovarico e fortemente correlato ad esso sono gli altri cicli femminili: quello che riguardano l’utero, le

tube e la cervice uterina, ma anche quelli che riguardano la vagina e i comportamenti.

• Nell’apparato femminile troviamo un utero, in cui si riconosce il corpo, il fondo e il collo, l’utero è collegato alle tube

uterine, che terminano con le fimbrie che arrivano all’ovaio. Anche l’utero subisce una serie di modificazioni

parallelamente al ciclo ovarico: queste modificazioni favoriscono la fecondazione, la riproduzione e l’impianto

dell’embrione. L’utero è un organo periforme formato da più strati: l’endometrio costituito da muscosa, miometrio

costituito da muscolo liscio e perimetrio formato da un sottile strato di sierosa. L’utero subisce un ciclo parallelo che

avviene con molte modificazione a livello dell’endometrio, poche per il miometrio e nulla del perimetrio.

L’endometrio è formato da un epitelio cilindrico semplice con cellule secernenti, una lamina propria con vasi sanguigni

e ghiandole tubulari semplice. L’endometrio è formato da uno strato basale e uno strato funzionale, quest’ultimo

sfaldato durante la mestruazione, che passa da 7 mm a 1 mm. Lo strato basale rimane tal quale perché ha il computo

di riprodurre lo strato funzionale.

Durante la fase mestruale data dalla caduta di progesterone la funzionalis viene staccata e degenerata, determinando

la rottura dei vasi e la perdita di sangue (2-5 giorni). Durante la fase follicolare (10 giorni) con l’aumento di FSH, LH ed

estrogeni, l’endometrio va incontro a una fase rigenerativa, le ghiandole, le arterie e i vasi si rigenerano grazie alla

basalis. Nella fase luteinica del ciclo ovarico abbiamo la fase secretiva, a partire dal 12° giorno, dopo l’ovulazione, la

funzionalis inizia a secernere aumentano di spessore, fino a che non subentrerà la mestruazione successiva. Se

avviene la fecondazione, il corpo luteo permane e la continua produzione di progesterone non permetterà la

mestruazione. La gonadotropina corionica mantiene elevata la produzione di progesterone.

Nell’utero abbiamo modificazioni anche di miometrio, parte muscolare dell’utero. L’influenza avviene a livello delle

contrazioni muscolari: prima ad alta frequenza, quasi 200 all’ora durante l’ovulazione, con basse ampiezza; poi fino a

30 all’ora ad alta ampiezza per sfaldare il miometrio durante la mestruazione.

• A livello delle tube vediamo una regione intramurale, un istmo, un’ampolla, un padiglione e delle fimbrie.

Nell’ovidotto passano i gameti e la fecondazione avviene a livello dell’ampolla della tuba uterina. Nella fase follicolare

aumentano le ciglia e le contrazioni dell’ovidotto, favorendo il movimento degli spermatozoi e dell’ovocita, catturato

dalle ciglia; nella fase luteinica vi è una diminuzione delle ciglia e delle contrazione, ma aumentano l’attività

secernente. Durante l’ovulazione i padiglioni si avvicinano alle ovaie perché devono catturare l’ovulo, le fimbrie

iniziano a muoversi per creare una corrente favorevole per catturare l’ovulo.

• Il ciclo della cervice uterina: esistono altri cambiamenti. A livello del canale cervicale ci sono ghiandole che producono

il muco cervicale, la consistenza e la composizione sono dipendenti dagli ormoni e possono essere un blocco per il

passaggio degli spermatozoi. Nella fase follicolare e l’ovulazione il muco facilita la penetrazione degli spermatozoi,

mentre durante la fase luteinica il muco è più spesso e blocca gli spermatozoi.

Tutto va in concomitanza per favorire la fecondazione e per creare la condizione migliore per l’impianto dell’embrione

stesso. Spermatogenesi

8 EMBRIOLOGIA

Riguarda la maturazione delle cellule germinali in spermatozoi e si realizzano divisioni meiotiche e differenziamento di

cellule germinali primordiali che maturano diventando spermatozoi. La spermatogenesi inizia alla pubertà al contrario

della ovogenesi che inizia già in età fetale. Gli spermatogoni diventano spermatoci primario, divisioni meiotica,

spermatociti secondari e infine spermatidi.

Queste cellule germinali in età fetale, attorno alla quarta settimana di sviluppo, migrano dal sacco vitellino, risalgono e

si collocano nelle creste genitali. L’epitelio celomatico e la medulla proliferano, formando i cordoni sessuali primitivi.

Questo avviene sia nel maschio che nella femmina, il differenziamento invece avviene attorno alla settima settimana,

durante la quale le gonadi maschili vanno incontro a quattro eventi di differenziamento degli organi maschili.

1. I cordoni sessuali primitivi si differenziano in cellule del presertoli o sostentacolari, proprie solo del maschio. Questo

avviene sotto l’azione di un fattore di differenziamento cellulare, il TDF, proprio di un gene del cromosoma Y, quindi di

pertinenza esclusivamente maschile.

2. Le cellule del presertoli producono il fattore antimulleriano che permette il proseguimento del differenziamento

maschile. Se non ci fossero il TDF e il fattore antimulleriano le gonadi si differenzierebbero in senso femminile,

diventando ovaie.

3. I cordoni sessuali primitivi diventano cordoni seminiferi che hanno la caratteristica di essere pieni, non cavi. Da questi

cordoni deriveranno i tubuli seminiferi, strutture presenti all’interno del testicolo, all’interno della quale avverrà la

spermatogenesi. A livello embrionali non può avvenire la spermatogenesi perché sono pieni, non cavi come nella

pubertà. Le cellule si differenziano in spermatogoni, ma poi tutto rimane fermo fino alla pubertà.

4. Il TDF ha anche un’azione a livello della medulla dove promuove il differenziamento delle cellule della medulla in

cellule interstiziali, altro tipo cellulare fondamentale del testicoli insieme alle cellule sostentacolari. Queste cellule

sono importanti perché già a livello embrionale producono testosterone, importante per salvare il dotto di Wolff e la

rete blastema dalla degenerazione. È importante salvare queste strutture perché il dotto di Wolff va a dare origine

alle strutture che vanno a portare gli spermatozoi all’esterno; la rete testis serve per portare gli spermatozoi

all’epididimo, struttura i futuri tubuli seminiferi e i dotto deferenti.

Il differenziamento delle gonadi maschili prevede la formazione della tunica albuginea che interrompe la connessione

tra i tubuli seminiferi creando setti connettivi. L’epitelio celomatico, la cortex, va a degenerazione e la medulla va a

formare la rete testis.

Il differenziamento in età puberale

La spermatogenesi si verifica durante la pubertà perché è qui che avviene un controllo ormonale. Il differenziamento

delle gonadi riprende, come riprende la gametogenesi. Ricomincia la produzione di testosterone responsabili dei

caratteri secondari maschili. I primi cambiamenti avvengono a livello dei testicoli: i testicoli devono diventare maturi

per la spermatogenesi. I cambiamento a livello dei testicoli consiste in:

• I cordoni seminiferi si trasformano in tubuli seminiferi: i tubuli diventano più lunghi, ma soprattutto si cavitano

all’interno. All’interno di essi devono scorrere gli spermatozoi che vengono prodotti, perciò questo differenziamento è

importantissimo.

• All’interno della tonaca vaginale troviamo la tonaca albuginea che separa con dei setti il testicolo in lobuli, all’interno

ci sono i tubuli seminiferi, che confluiscono poi nella rete testis. Dalla rete testis partono i dotti efferenti che si

continuano con l’epididimo, ripiegato molte volte su sé stesso, che poi sfocia nel dotto deferente che esce a livello del

pene. Gli spermatozoi vanno prodotti nei tubuli seminiferi e poi percorrono tutto questo tragitto per uscire.

• Le cellule interstiziali completano il differenziamento e diventano cellule del Leydig; contemporaneamente le cellule

sostentacolari diventano cellule del Sertoli.

• Gli spermatogoni ricominciano a dividersi per mitosi e diventano spermatogoni di tipo A;

Struttura del tubulo seminifero

Tra i tubuli seminiferi ci sono cellule interstiziali, ossia le cellule del Leydig insieme a connettivo lasso e vasi. Una

sezione trasversale di un tubulo seminifero manifesta una parete attorno ad un epitelio pluristratificato del tubulo

seminifero. Le cellule che compongono l’epitelio sono più tondeggianti alla base e poi a mano a mano cambiano,

subendo un differenziamento specifico fino al lume. Dalla parete al lume si parte con gli spermatogoni e al lume

diventano spermatozoi. I tubuli seminiferi sono costituiti da un epitelio seminifero stratificato, costituito da due

diverse popolazioni cellulari: da una parte cellule spermatogenetiche, dall’altra le cellule sostentacolari, ossia le

cellule del Sertoli. Quest’ultime cellule creano una struttura d’appoggio per le cellule spermatogenetiche che stanno

differenziando, inoltre sembra coordino il differenziamento di queste cellule. Le cellule spermatogenetiche sono

ancorate alle cellule del Sertoli.

La parete del tubulo seminifero è formata da una membrana basale all’interno della quale troviamo cellule mioidi,

ossia cellule all’interno delle quali troviamo molta actina. Sembra che le cellule mioidi possano contrarre la parete con

movimenti peristaltici per lasciare gli spermatozoi nel lume. La parete serve anche per separare il compartimento

intertubulare, in cui si stanno differenziando le cellule, all’interno dei tubuli, e il compartimento interstiziale, in cui ci

sono le cellule del Leydig, che producono testosterone. EMBRIOLOGIA 9

Le cellule del Sertoli si trovano nel compartimento intertubulare con funzione di sostegno, con prolungamenti

citoplasmatici che avvolgono le cellule germinali creando un punto di attacco per gli spermatozoi che stanno

maturando. Inoltre sembra che queste cellule abbiano un ruolo importante per sincronizzare gli eventi e portare

avanti la spermatogenesi. Queste cellule producono anche il fluido tubulare, necessario per mantenere in vita gli

spermatozoi finché risiedono all’interno del testicolo. Le cellule del Sertoli hanno delle giunzioni occludenti che

suddividono il compartimento tubulare in una porzione basale (tra parete e giunzioni) e adluminale (tra giunzioni e

lume). Nel compartimento basale le cellule sono sottoposte a mitosi, mentre nel compartimento adluminale abbiamo

la meiosi. Le giunzioni occludenti sono importanti perché formano la barriera emato-testicolare, poiché impedisce la

promiscuità con il compartimento addominale, dove stanno crescendo gli spermatozoi, e quello interstiziale, dove ci

sono vasi sanguigni e cellule del Leydig. È importante perché gli spermatozoi sono aploidi rispetto le cellule del

sangue, così da essere non riconosciuti e quindi aggrediti creando una condizione di sterilità autoimmune.

La spermatogenesi

La spermatogenesi è divisa in tre fasi: proliferazione 16g (divisioni mitotiche), meiosi 24g e spermiogenesi 24g (fasi in

cui si forma lo spermatozoo maturo), per un totale di 64 giorni.

1. La fase di proliferazione avviene nel compartimento basale del tubulo seminifero, in quanto all’interno di questa fase

si verificano sei mitosi. All’interno del compartimento basale sono presenti spermatogoni di tipo A (scuri), ma non

sono gli unici, ci sono anche gli spermatogoni di tipo A1 (chiari). Gli spermatogoni scuri possono dividersi per mitosi

diventando spermatogoni di tipo A1, fanno quattro differenziazioni fino ad A4 (spermatogoni intermedi). A questo

punto alcuni ritornano ad A, altri si trasformano in B alla quinta mitosi, fino ad arrivare agli spermatociti primari alla

6° mitosi. Potenzialmente da ogni spermatogone A si potrebbe avere 64 cellule, in realtà alcune degenerano, altre

invece ritornano alla fase A non differenziata. Ogni volta che si dividono non avviene una completa citodieresi,

mantenendo dei ponti citoplasmatici, importanti per la comunicazione cellulare. Questi spermatociti primari migrano

al compartimento adluminare e iniziano le divisioni meiotiche.

2. Gli spermatociti primari diventano due spermatociti secondari aploidi, poi con la seconda divisione meiotica si

otterranno quattro spermatidi.

3. Durante la spermiogenesi, lo spermatide deve subire rimodellamenti morfologici che gli permettono di raggiungere la

struttura finale propria dello spermatozoo. È importante che lo spermatozoo assuma questa forma perché deve

essere dotato di movimento, impartito dal flagello, e altre strutture.

• Inizialmente gli spermatidi hanno forma rotondeggiante con organuli. Il primo rimodellamento avviene nella

testa, in cui troviamo l’acrosoma, vero organo di penetrazione, in quanto serve per entrare nell’ovulo.

L’acrosoma è un lisosoma gigante presente sulla testa dello spermatozoo formato dalla fusione di vescicole

del Golgi, pieno di enzimi litici, necessari per degradare pareti presenti a livello della cellula uovo.

• Oltre all’acrosoma abbiamo altri cambiamenti che riguardano il nucleo. Il nucleo diventa eterocromatico: gli

istoni normalmente presenti a livello nucleare vengono sostituiti da proteine nucleari ancora più basiche, che

conferisce resistenza allo spermatozoo rispetto agli enzimi litici nelle vie genitali femminili che tendono a

degradare gli spermatozoi. Lo spermatozoo deve essere in grado di superare un ambiente ostile, con proteine

basiche a livello nucleare.

• Ci sono modifiche alla coda e al flagello per conferire movimento, essenziale allo spermatozoo. Nella parte

iniziale del flagello troviamo molti mitocondri che danno energia per compiere il colpo di frusta. Il flagello è

suddiviso in tre porzioni: pezzo intermedio, segmento principale e segmento terminale. Se facessimo una

sezione del pezzo intermedio avremo un assonema circondato da mitocondri. I mitocondri diminuiscono nel

segmento principale, mentre nel segmento terminale sono presenti solamente i microtubuli dell’assonema.

• C’è un corpo residuo che raccoglie le parti scartate dallo spermatozoo e che viene fagocitato dalle cellule del

Sertoli, importate perché se non avviene questo potrebbe intasare i tubuli seminiferi. Lo spermatozoo è circa

lungo 60 micron.

Ciclo spermatogenetico

C’è una sincronia nello sviluppo di queste cellule, molto probabilmente dovuto ai ponti cellulari. Tra due eventi

successivi è rappresentato un tempo costante, un quarto dell’intero ciclo, nel caso dell’uomo è 16. Ogni 16 giorni

vengono rilasciati nel lume lo stesso tot di spermatozoi. Abbiamo quindi strati di cellule che maturano

contemporaneamente con uno sfasamento temporale tra uno strato e l’altro di 16 giorni. In realtà la produzione degli

spermatozoi è continua. Abbiamo parlato di ciclo spermatogenetico riguardante i vari strati, ma se noi prendiamo una

colonna di cellule, tutti i raggi fanno il ciclo spermatogenetico assieme.

Se analizziamo sezioni di tubulo, lungo la lunghezza del tubulo osserviamo che in sezioni diverse del tubulo, i cicli

dell’epitelio seminifero iniziano in tempi diversi! Ecco che permette di avere un lume con all’interno spermatozoi in

modo continuo. È vero perciò che in una singola porzione lo sviluppo ogni 16 giorni, ma in sezioni diverse abbiamo

cicli sfasati, con onde dell’epitelio seminifero che permette un continuo afflusso.

Controllo ormonale

10 EMBRIOLOGIA

Anche nella spermatogenesi abbiamo un controllo ormonale: le cellule del Leydig sono responsabili di ormoni

androgeni. Il testosterone, prodotto dal Leydig, ha una doppia funzione: sia di stimolare i caratteri sessuali secondari

e va ad agire sulle cellule del Sertoli; l’FSH stimola la attività delle cellule del Sertoni che regolano la spermatogenesi;

LH stimola la cellule del Leydig a produrre testosterone. Elevate quantità di testosterone e FSH creano un feedback

negativo che inibisce l’attività ipofisaria degli ormoni LH e FSH.

Il testosterone, prodotto dal Leydig, entra nel circolo ematico e attraverso il sangue va a raggiungere la prostata, le

vescicole seminali, l’epididimo, tutte le strutture che devono essere mascolinizzate. Il testosterone è anche

liposolubile, per cui è in grado di attraversare la membrana plasmatica di natura fosfolipidica. Arriva alle giunzione

occludenti delle cellule del Sertoli, dove sono presenti recettori per il testosterone. Questo ormone contribuisce alla

regolazione della spermatogenesi. All’interno di queste cellule il testosterone viene trasformato nel di-idro-

testosterone. Entrambi questi ormoni sono in grado di raggiungere il fluido tubulare e legare le androgein-bending-

proteine (ABP) raggiungendo le ghiandole, la prostata altre strutture genitale, differenziandole.

L’ormone FSH agisce sulle cellule del Sertoli, essendo dotate di recettori per questo ormone, favorisce la conversione

del testosterone in di-idro-testosterone e consente di produrre le androgein-bending-proteine (ABP). Questi ormoni

creano un microambiente dove avviene la spermiogenesi, producono ormoni e proteine trasportatrici, proteine che

vanno a nutrire gli spermatozoi, fattori di crescita specifici (SCF, riconosciuto dal recettore c-KIT, che regola la

proliferazione degli spermatogoni, concorrendo alla sincronizzazione dei processi di crescita e inibisce l’apoptosi degli

spermatogoni stessi).

Differenze tra spermiogenesi e ovogenesi e patologie

Le differenze tra spermiogenesi ed ovogenesi sono molte:

• Alla nascita sono presenti solo spermatogoni, mentre nella femmina non ci sono più ovogoni, ma solo ovociti

primari, che non possono più aumentare di numero, ma possono solo diminuire, al contrario degli

spermatogoni.

• Spermatogenesi è un processo continuo, grazie all’onda dell’epitelio seminifero; nella donna è un processo

ciclico che avviene ogni 28 giorni;

• Dallo spermatocita primario abbiamo 4 spermatozoi, mentre dall’ovocita primario abbiamo solo un uovo;

Ci possono essere anomalie nella spermatogenesi, come errori nella divisione meiotica, come delle aneuploidie,

aberrazioni sia numeriche che strutturali. Altre anomalie possono riguardare il numero di spermatozoi:

• Azoospermia, mancanza di produzione di spermatozoi;

• Oligospermia, numero basso di spermatozoi non sufficiente a superare tutti quegli ostacoli per ottenere la

fecondazione;

• Variazione della forma, come spermatozoi con due teste, con due code, provocando sterilità

Ci sono varie cause alla sterilità: cause genetiche; cause di infezioni croniche alla prostata; criptorchidismo, non

discesa dei testicoli, perciò gli spermatozoi non si creano perché sono estremamente sensibili alla temperatura;

ipogonadismo endocrino, a causa della scarsa produzione ormonale; sterilità autoimmune, mancanza di giunzioni

occludenti; anomalie come mutazioni e micro-delezioni in geni (soprattutto a geni del SCF e del c-Kit) che stimolano il

Sertoli a produrre e controllare la spermatogenesi, aumentando l’apoptosi degli cellule germinali.

Fecondazione

La fecondazione consiste nell’incontro dei due gameti per dare origine a un nuovo individuo. Nel ciclo riproduttivo dei

diploidi dopo la gametogenesi abbiamo la fecondazione, il secondo step.

La fecondazione è il processo attraverso il quale il gamete maschile aploide e il gamete femminile aploide si uniscono

per formare lo zigote, cellule diploide. Lo zigote andrà incontro a una serie di mitosi, attraverso cui avremo la

proliferazione di cellule, fino a che si otterrà un nuovo individuo. La fecondazione è un processo che consente due

fenomeni diversi: la sessualità e la riproduzione. Per sessualità si intende quel processo che consente l’unione dei geni

dei due individui, quindi l’unione dei due corredi cromosomici diversi. Attraverso la fecondazione si determina anche

la formazione di un nuovo organismo, che prende il nome di riproduzione.

La fecondazione avviene in quattro tappe diverse:

1. L’avvicinamento dei gameti: la cellula uovo si trova nell’ampolla, mentre gli spermatozoi si trovano nel dotto

deferente;

2. La penetrazione da parte dello spermatozoo nelle tre barriere dell’uovo;

3. Reazione della cellula uovo che non permette l’entrata di altri cromosomi;

4. Unione del corredo dei cromosomi;

L’avvicinamento dei gameti

L’ovocita si trova a livello dell’ovidotto, dopo che la fimbria lo ha portato all’interno dell’ampolla. L’ovocita secondario

si trova in metafase II, bloccata. Lo spermatozoo si trova nelle vie genitali maschili. La fecondazione generalmente

avviene all’interno della tuba uterina, in particolare nella regione terminale dell’ovidotto, nell’ampolla: questa è la

EMBRIOLOGIA 11

sede preferenziale e fisiologica della fecondazione. L’ovocita secondario ha una vita di sole 24 ore, dopo le quali la

fecondazione non può più avvenire. L’ovocita è trasportato grazie al movimento delle ciglia verso l’utero, a questo

livello può avvenire la fecondazione.

Per arrivare a questo livello gli spermatozoi, che si trovano nei tubuli seminiferi, devono passare nei tubuli retti, nella

rete testis, nei dotti efferenti e poi nell’epididimo, dotte deferente fino ad arrivare al dotto eiaculatore. Tutto questo

lungo percorso permette la maturazione degli spermatozoi, acquisendo parte della capacità fecondante. Infatti gli

spermatozoi hanno anche la necessità di sostare nelle vie genitali femminili, dove vengono resi completamente

fecondi. Il dotto deferente passa per la prostata, le vescicole seminali, le ghiandole bulbouretrali, uretra. Queste

ghiandole producono il liquido seminale (soprattutto le ghiandole bulbouretrali). Il fluido tubulare presente nei tubuli

seminiferi ha una composizione diversa rispetto il fluido seminale. La composizione del fluido seminale è

fondamentale per assicurare vitalità agli spermatozoi.

Gli spermatozoi appena rilasciati dai tubuli seminiferi non sono in grado di fecondare, ma devono subire tre processi:

maturazione, capacitazione e attivazione. La maturazione nelle vie genitali maschili rende gli spermatozoi capaci di

muoversi, prima si muovono per peristalsi dei tubuli seminiferi. La capacitazione avviene all’interno delle vie genitali

femminili, sostando anche diversi giorni nelle vie genitali femminili prima della fecondazione, diventando più attivi e

fecondi. L’attivazione avviene quando lo spermatozoo ha raggiunto la cellula uovo.

1. La maturazione avviene nell’epididimo, dove sostano da una a due settimane. Questo è il tratto più lungo in assoluto,

attraverso il quale vengono aggiunte a livello della superficie dello spermatozoo glicoproteine come la

glicerilfosforilcolina. Queste glicoproteine servono per il riconoscimento a livello della fecondazione. Durante la

maturazione assumono la capacità di movimento ed avviene la condensazione maggiore della cromatina. Il fluido

tubulare viene riassorbito, concentrando notevolmente gli spermatozoi. Verso l’uscita dall’epididimo il fluido presenta

sempre più caratteristiche del fluido seminale: ioni carbonato e calcio danno la capacità di movimento. Queste attività

di maturazione sono regolate dagli androgeni: testosterone e diidrotestosterone.

Gli spermatozoi poi passano nel dotto deferente, ancora in parte spinti dalle contrazioni del dotto stesso. In uscita del

dotto deferente e dall’uretra avremo il seme o sperma, costituito da spermatozoi e fluido seminale. Il volume varia da

2 a 4 ml ed è costituito dai 200 ai 400 milioni di spermatozoi. Affinché quel seme sia fecondo almeno 85% degli

spermatozoi devono essere normali, vitali e con una morfologia corretta. Se più del 25% sono anomali allora quel

seme non sarà fecondo.

Il fluido seminale, diverso dal fluido tubulare, è formato dal 60% dalle vescichette, 30% prostata e ghiandole

bulbouretrale. Questo fluido è ricco di fruttosio, acido citrico, acido ascorbico, prostaglandine (molecole che hanno la

capacità di provocare contrazioni a livello delle vie genitali femminili), sostanze battericide, enzimi proteolitici (che

provocano con il tempo la liquefazione dell’eiaculato, in quanto enzimi inattivi nel seme si attivano successivamente).

2. La capacitazione avviene nelle vie genitali femminili: gli spermatozoi deposti in vagina, si forma un coagulo gelatinoso.

Alcuni enzimi coagulanti presenti nel seme dopo circa 20-60 minuti a PH acido, proprio della vagina, consentono la

fluidificazione di questo coagulo, rendendolo più permeante. Gli spermatozoi iniziano il loro percorso.

L’ostacolo maggiore è attraversare la cervice uterina. In questo passaggio il 99% di spermatozoi non riesce a passare,

morendo. Questa moria ha un significato: nei 400 miliardi ci sono 25 milioni di cellule anomale che devono essere

bloccate, in modo da selezionare il meglio. Il restante o sosta nelle cripte delle cervice uterina, dove ci può essere del

muco, qui possono vivere per alcuni giorni (anche una settimana). Il muco della cervice segue il ciclo ovarico: abbiamo

detto che durante la fase luteinica è denso e impenetrabile, mentre durante l’ovulazione è più filante e più

penetrabile.

Questa sosta prevede l’attesa dell’ovulazione. Gli spermatozoi attraversano la cervice e si dirigono all’interno

dell’utero. Dopo aver attraversato la cervice uterina, la strada è in discesa: raggiungono gli ovidotti. C’è una maggiore

attrazione degli spermatozoi verso l’ovidotto all’interno del quale c’è l’ovocita secondario, questo perché si pensa che

ci siano segnali chemiotattici.

La capacitazione consiste nella rimozione delle glicoproteine, che servivano per proteggere lo spermatozoo. Viene

inoltre perso colesterolo per rendere più fluida la membrana citoplasmatica, importante poi per la fecondazione.

Infine si produce AMP ciclico, attivati dagli ioni bicarbonato presente nella vagina. La capacitazione può essere

ottenuta anche in vitro: spermatozoi dell’uomo possono essere capacitati in vitro e posti nelle vie genitali femminili.

3. Dopo la capacitazione o trova l’ovocita o muore. Però prima di fecondare deve ancora subire modifiche:

trasformazioni che lo rendono veramente in grado di fecondare la cellula uovo tramite l’attivazione. L’attivazione

permette di perforare le barriere dell’uovo: la corona radiata, formata da cellule della granulosa, la membrana

pellucida e la membrana plasmatica dell’uovo, chiamata anche membrana vitellina.

Innanzitutto avviene la reazione acrosomiale, poi cambiano i movimenti che da ondulatori diventano a colpi di frusta;

infine avrà delle modifiche alla membrana in grado poi di fondersi con la membrana dell’ovocita. La reazione

acrosomiale consiste nel fatto che l’acrosoma si fonde con la membrana dell’ovocita. L’acrosoma lascia enzimi come

la ialuronidasi, che fonde l’acido ialuronico che cementa le cellule, e l’enzima di penetrazione della corona che rompe i

punti di contatto tra le cellule. Lo spermatozoo crea un varco all’interno delle cellule della corona radiata. La zona

12 EMBRIOLOGIA

pellucida è costituita da un insieme di glicoproteine tra cui le ZP3. Qui avviene il riconoscimento tra spermatozoo e

cellula uovo. Le proteine dello spermatozoo interagiscono con quelle della cellula uovo: è importante che i gameti

della stessa specie si riconoscano.

Penetrazione dello spermatozoo

Il riconoscimento prevede il legame dello spermatozoo ai recettori specifici della zona pellucida. Lo spermatozoo deve

inserirsi all’interno di una zona rigida, per questo sono necessari movimenti a colpo di frusta essenziali per entrare

della zona pellucida. Infine avviene finalmente la fusione delle membrane. La formazione della membrana avviene

tramite un cono di fertilizzazione, attraverso cui il nucleo dello spermatozoo e un centriolo dello spermatozoo

entrano nell’ovocita secondario. Il centriolo è necessario per la prima divisione mitotica.

Reazioni della cellula uovo dopo l’entrata dello spermatozoo

L’ovulo dopo la penetrazione attiva il blocco della polispermia, impedendo agli altri spermatozoi di entrare,

completando la seconda divisione meiotica. L’uovo reagisce attraverso diverse modifiche. L’ovocita fecondato va a

provocare una rapida depolarizzazione della membrana plasmatica, sfavorendo l’ingresso di altri spermatozoi. Inoltre

si provoca la reazione corticale e zonale, ossia rende la penetrazione refrattaria. La reazione corticale consiste

nell’esocitosi di grani presenti sotto la membrana vitellina, che escono non appena lo spermatozoo entra. L’esocitosi

di questi granuli modifica proprietà della cellula uovo che diventa molto più resistente ad enzimi litici dell’acrosoma.

Gli altri spermatozoi rimasti non riescono ad entrare perché la membrana è impenetrabile. La reazione zonale

prevede delle modificazione della zona pellucida. Dopo che uno spermatozoo è entrato la zona pellucida va a perdere

i recettori ZP3, così non c’è più il legame specifico spermatozoo e cellula uovo, così non riescono più ad entrare.

Questo blocco è fondamentale per non creare poliplodia.

Unione dei corredi genetici

Innanzi tutto l’ingresso dello spermatozoo nell’uovo fa si che in realtà entri solo il nucleo dello spermatozoo. Questo

nucleo va incontro alla decondensazione dei cromosomi. Le protamine, proteine estremamente basiche, vengono

sostituite dagli istoni di origine materna. La cellula uovo completa nel frattempo nel giro di 4 ore la divisione meiotica

per formare un globulo polare espulso. I due corredi genetici formano due pronuclei, uno maschile e uno femminile,

che si pongono ai lati della cellula. Successivamente si accentrano mettendosi in contatto. I due corredi aploidi

durante le prime 12-16 ore si ha la duplicazione del DNA. Successivamente i pronuclei si rompono e tutti i cromosomi

si pongono nella piastra metafasica, da cui avviene la prima mitosi. Dall’unione delle due cellule aploidi avremo due

cellule diploidi in seguito alla duplicazione cellulare.

Avremo quindi riassumendo modificazione del citoplasma della cellula uovo, l’attivazione metabolica dell’uovo, la

ricostituzione di un corredo diploide con la conseguente determinazione del sesso, di pertinenza esclusivamente

paterna.

Tecniche di fecondazione assistita

Non sempre succede questo, perché la probabilità di fecondazione non è sempre ottimale, per diversi motivi. I gameti

maschili devono subire una grande selezione, devono essere nutriti e in grado di muoversi nel modo giusto. Devono

essere in grado di proteggersi dal muco cervicale e dalle altre barriere delle vie genitali femminili. Le poche centinaia

che arrivano alla cellula uovo subiscono un’altra selezione, poiché solo il più forte riesce a condurre le modificazioni in

tempo. Può succedere che ci siano problematiche nella coppia associate alle basse possibilità di fecondazione. Ecco

che è nata la fecondazione in vitro: circa il 10% delle coppie non sono fertili, per vie diverse. A livello delle vie genitali

femminili riguardano l’occlusione degli ovidotti, così si fanno degli interventi chirurgici per riaprire questi condotti; per

quanto riguarda l’uomo ci possono essere delle defezioni numeriche.

Per ovviare a tutti questi problemi ha preso piede la fecondazione assistita. Per esempio la GIFT (gamete

intrafallopian transfert), gli spermatozoi maturati in vitro, vengono introdotti direttamente nell’ovidotto. Questo tipo

di fecondazione assistita non avviene la fase di selezione. La fecondazione quindi non avviene in vitro, ma in vivo: sarà

uno degli spermatozoi che andrà da solo a fecondare la cellula uovo nell’ampolla.

La fecondazione in vitro con trasferimento dell’embrione (FIVET). In questo caso devo prelevare sia gli spermatozoi,

sia gli ovociti. La donna è quindi indotta a super ovulare, cioè a seguito di questo trattamento ormonale abbiamo più

follicoli che si avviano all’ovulazione, prima dell’ovulazione i follicoli vengono prelevati, posti in vitro, e poi quando gli

ovociti sono pronti vengono messi in contatto con gli spermatozoi maturati ini vitro. A questo punto abbiamo la

formazione dello zigote in vitro, con lo stadio di quattro-otto cellule, l’embrione viene trasferito nell’utero materno,

nella speranza che si impianti. Cosa che non è scontata, in quanto solo il 20-25% delle fecondazioni in vitro hanno

successo.

Un’altra tecnica analoga è la ZIFT (zygote intrfallopian transfert): gli ovociti vengono fatti maturare in vitro, la

fecondazione avviene in vitro e questi zigoti vengono fatti sviluppare fino a quattro-otto cellule, e poi trasferito non

nell’utero, ma negli ovidotti. Infatti la fecondazione fisiologicamente avviene dall’ampolla, da cui lo zigote risale tutta


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DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in medicina e chirurgia (ordinamento U.E. - 6 anni)
SSD:
A.A.: 2018-2019

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher elias_1995 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 Gabriele D'Annunzio - Unich o del prof Di Pietro Roberta.

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