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Spermatogenesi e Apparato Genitale Femminile, Embriologia

Appunti di Embriologia per l’esame del professor Dupont. Gli argomenti trattati sono i seguenti: la spermatogenesi, l'apparato genitale femminile, la maturazione degli spermatozoi, i fattori di crescita, le cellule di Leydig, la proteina ABP e il testosterone.

Esame di Embriologia docente Prof. S. Dupont

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Spermatogenesi , Apparato genitale femminile

Allora abbiamo visto ieri come avviene lo sviluppo della linea germinale maschile all'interno della

gonade maschile, il testicolo e all'interno delle strutture che gli sono associate, le tubule primarie,

nelle quali avviene il differenziamento di queste cellule che sono i tubuli seminiferi. Abbiamo visto

che dallo spermatogonio, che èla cellula che troviamo nella gonade dopo che èterminato lo sviluppo

fetale ed èuna cellula staminale che continuamente produce spermatozoi durante la vita dell'uomo,

derivano gli spermatociti primari. Essi sono la cellula che comincia il processo di meiosi, in

particolare la divisione cellulare, che diventano poi spermatociti secondari quando terminano la

seconda divisione meiotica. Gli spermatociti secondari a questo punto terminano la meiosi

diventando spermatidi e vanno incontro al processo di spermiogenesi, che èl'ultima parte del

differenziamento che abbiamo visto ieri. Per cui alla fine si ottiene da uno spermatide uno

spermatozoo che viene rilasciato nel lume dei tubuli seminiferi. Si èanche visto come le cellule del

Sertoli che stanno intorno al tubulo seminifero contribuiscono a creare dei movimenti nei tubuli che

favoriscono l'uscita degli spermatozoi dagli stessi diretti verso la rete testis e quindi verso

l'epididimo.

Maturazione degli spermatozoi

Vi facevo notare ieri che non tutto il materiale dello spermatide diventa spermatozoo ma una parte

di esso, degli organelli, del citoplasma viene abbandonato come corpo residuo all'interno delle

cellule del Sertoli, le quali fagocitano il materiale e lo eliminano. Questo per evitare che materiale

antigenico che potrebbe scatenare una reazione immunitaria venga in contatto con altri distretti del

corpo.

Nell'epididimo non

faremo in dettaglio le vie

spermatiche (le faremo in

anatomia), l'unica cosa

che vi dico èche

nell'epididmo, mentre gli

spermatozoi passano

all'interno di questi tubuli,

avvengono delle ulteriori

tappe di maturazione dello

spermatozoo stesso: due

cose importanti

avvengono: una èla

ricapacitazione della

mobilitàdel flagello nei

tubuli seminiferi; infatti se

noi prendiamo i tubuli

seminiferi e separiamo gli

spermatozoi mettendoli in

un liquido per studiarli si

nota che questi non sono in grado di muoversi. Nell'epididimo invece ci sono delle sostanze che

attivano questa capacità.

Nell'epididimo stesso vengono deposte all'esterno della membrana plasmatica dello spermatozoo, a

livello del glicocalice, delle altre glicoproteine che hanno una funzione decapacitante. La

decapacitazioneèun termine che indica che gli spermatozoi vengono temporaneamente resi innocui:

cioèse si prendono degli spermatozoi dall'epididimo e si mettono insieme ad un oocita in vitro,

questi non saranno in grado di riconoscere l'oocita, e di iniziare quindi i processi che portano alla

fecondazione. Sono quindi spermatozoi che temporaneamente non possono fare il loro lavoro. La

ricapacitazione, o meglio la capacitazione, dello spermatozoo avviene nelle vie genitali femminili.

Fattori di crescita

Tutto questo processo, lungo e complesso, che avviene in rapporto con

un tipo di cellule molto particolari che sono le cellule del Sertoli, le quali

hanno una funzione strutturale molto importante, deve essere regolato

molto finemente. La regolazione di questo processo avviene a carico di

diverse conformazioni cellulari che stanno nel testicolo stesso; abbiamo

giàdetto che le cellule del Sertoli hanno una funzione trofica rispetto allo

spermatozoo che si sta sviluppando, ma hanno anche un'importante

funzione nel fornire quelli che si chiamano fattori di crescita, tipicamente

delle proteine o dei peptidi che vengono secreti nello spazio

intercellulare. Questi fattori in particolare sono della classe SCF

(StemCellsFactors) che contattano il proprio recettore c-kit sugli

spermatogoni, sugli spermatidi, sugli spermatociti fino a che questi

divengono spermatidi (stadio nel quale non proliferano piùe non hanno

quindi bisogno di un fattore di crescita).

Esiste quindi un rapporto molto intimo di scambio di segnali fra le cellule

del Sertoli e gli spermatogoni (che poi diventeranno spermatociti, e cosìvia). Questo avviene tramite

un fattore di crescita ma anche, come giàaccennato, tramite la secrezione di ormoni.

Cellule di Leydig

Bisogna quindi parlare di un'altra popolazione presente all'interno del testicolo, che non fa

strutturalmente parte del tubulo seminifero e quindi non prende direttamente parte alla

spermatogenesi, pur essendo fondamentale perchèessa avvenga;

sono le cellule di Leydig. Sono chiamate anche cellule

interstiziali e fanno parte della famiglia delle cellule endocrine

interstiziali, cioèdi quelle cellule endocrine immerse all'interno

di altri tessuti, in questo caso un connettivo. Producono dunque

androgeni, gli ormoni sessuali maschili, in particolare

testosterone. Queste cellule per produrre testosterone hanno un

metabolismo steroidogenico, quindi in colorazione

ematossilina-eosina presenteranno un citoplasma eosinofilo.

Lo producono sotto stimolazione dell'ormone luteinico (LH),

coinvolto anche nel ciclo di ovulazione: nella donna infatti il

picco dell'LH èil picco ormonale che decide quando l'oocita

viene espulso dall'ovaio. Analizzando il ciclo degli ormoni

coinvolti bisogna considerare un organo fondamentale come

l'ipofisi, che coordina il funzionamento di numerosi organi

periferici. In questo caso l'ipofisi produce LH il quale segnala

alle cellule di Leydig, che stanno al di fuori dei tubuli

seminiferi, di produrre testosterone, che diffonde all'esterno

delle cellule: una parte di questo verràtrasportata nel sangue, l'altra verràportata nei tubuli

seminiferi. Il testosterone viene peròprodotto in forma inattiva; viene attivato per via enzimatica

dalle cellule del Sertoli in diidrotestosterone, la forma piùattiva dell'androgeno. Biologicamente,

trattando delle cellule con testosterone e diidrotestosterone alla stessa concentrazione, ci vorràmolta

meno quantitàdel secondo per ottenere una risposta dalla cellula.

Proteina ABP e testosterone

Le cellule del Sertoli producono un'altra proteina che ha a che fare con gli androgeni, la proteina

ABP (Androgen Binding Protein). Fanno quindi due cose: scartano il testosterone prodotto dalle

cellule di Leydig e lo potenziano. Non solo, evitano anche questo ormone fondamentale diffonda

nei tessuti, proprio attraverso la ABP, che mantiene il diidrotestosterone in loco. Questo fa sìche le

concentrazioni locali di diidrotestosterone nel tubulo seminifero siano molto piùelevate rispetto a

quelle del sangue e di altri tessuti. Questo è importante perché il testosterone è quello che mantiene

l'attività proliferativa e differenziativa dell'intera linea germinale maschile, oltre ovviamente,

siccome un po' di esso entra comunque in circolo, a contribuire allo sviluppo e al mantenimento dei

caratteri sessuali secondari. Feedback tiroidei

Come vedete in questo

sistema ci sono delle frecce

che tornano indietro; questo

perchèl'ipofisi funziona

attraverso dei feedback,

cioèdeve sapere se gli

ormoni da lei secreti hanno

avuto il loro effetto, cosicché

qualora questo non sia

avvenuto essa possa

produrne ancora. Il primo

modo in cui si attua questo

feedback èattraverso il

testosterone stesso,

poichéquesto non trova i

suoi recettori solo sulle

cellule germinali maschili

ma anche sulle cellule

dell'ipofisi, che quindi

sentono i livelli ematici del testosterone, e degli androgeni, e a seconda di quanti di questi ci sono

decidono se far rilasciare ulteriore LH o se sospenderne la secrezione, in modo da mantenere

regolari i livelli di concentrazione del testosterone.

Le cellule del Sertoli possono invece inviare l'inibina (che ritroveremo anche nel sistema di

sviluppo dell'oocita), la quale invece ha un effetto depressivo sulla secrezione dell'ormone follicolo-

stimolante (FSH), studiato principalmente nella maturazione dell'oocita, ma che ha una funzione

importante anche nei tubuli seminiferi; quella di mantenere la sopravvivenza, l'attivitàe la buona

funzionalitàdelle cellule del Sertoli stesse.

Abbiamo quindi due ormoni, LH ed FSH, che dall'ipofisi colpiscono due compartimenti diversi a

livello del testicolo: cellule di Leydig e cellule del Sertoli, in modo che vengano mantenuti

all'interno del tubulo seminifero alte concentrazioni di diidrotestosterone, il quale mantiene e

promuove il differenziamento terminale della linea germinale.

Associazioni cellulari

Dunque, il processo di spermatogenesi richiede tempo, circa 74-75 giorni. All'interno dei tubuli

seminiferi si ha continuamente rilascio e produzione di spermatozoi; ciòsignifica che gli

spermatogoni entrano nel ciclo di mitosi, meiosi e spermiogenesi continuamente in punti diversi dei

tubuli seminiferi. Andando a guardare un singolo tubulo seminifero, non si troveràun intero lobulo

o un intero tubulo che fanno la stessa cosa insieme, ma si vedràche addirittura all'interno dello

stesso tubulo seminifero si possono trovare zone diverse a stadi diversi di maturazione.

Per cui si parla (facendo ad esempio delle sezioni di tubulo seminifero e andando a vedere gli stadi

di differenziamento) di stadi o associazioni cellulari; si possono perciòavere spermatogoni,

spermatociti primari, spermatociti secondari, spermatidi alla fase di Golgi, alla fase del cappuccio,

alla fase acrosomale e in fase di maturazione. Andando a vedere come queste si distribuiscono, si

vedràche in alcuni casi si possono trovare spermatogoni, spermatociti primari, spermatidi, ma non

ancora, ad esempio, spermatozoi terminali. In altre parti del tubulo invece si potranno trovare delle

associazioni diverse di cellule, e queste si ripetono; prendendo cioètante sezioni di testicolo si

vedràcome le varie associazioni di cellule si troveranno sempre negli stessi sei casi. Questo perchèil

tempo che ci vuole perchèuno spermatozoo compia le diverse fasi èsempre uguale; facendo quindi

fermare un ipotetico “film”in vari momenti si troveranno sempre le stesse popolazioni cellulari e

non altre.

Nell'uomo questi stadi si trovano in posizioni diverse all'interno dello stesso tubulo seminifero. Si

avranno quindi delle aree che si trovano tutte assieme in uno stadio piuttosto che in un altro. Questo

garantisce che all'interno di un tubulo ci sia sempre una popolazione cellulare in procinto di

raggiungere lo stato terminale. La produzione di gameti maschili non ha quindi fluttuazioni

temporali anche in periodi lunghi, come invece accade per l'oocita.

Parzialmente questo ha una certa organizzazione che viene osservata e puòessere diversa fra l'uomo

ed altri mammiferi; c'èquindi una certa plasticità.


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AUTORE

peppotta

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DETTAGLI
Esame: Embriologia
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in medicina e chirurgia 1 (ordinamento U.E. - 6 anni)
SSD:
Università: Padova - Unipd
A.A.: 2015-2016

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher peppotta di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Embriologia e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Padova - Unipd o del prof Dupont Sirio.

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