Ovogenesi, Spermatogenesi E Fecondazione PDF

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Le 4 settimane
Ovogenesi e spermatogenesi...

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SVILUPPO SESSUALE Caratteri generali: le cellule germinali primordiali migrano negli abbozzi indifferenti delle gonadi dalla quarta alla sesta settimana dello sviluppo umano;

qui si dividono per mitosi

MENTRE

le gonadi si differenziano in testicoli o in ovaie;

dopo il differenziamento delle gonadi, le cellule germinali diventano goni (spermatogoni / ovogoni)

attraverso la gametogenesi poi si ha il differenziamento dei goni in gameti maturi.

OVOGENESI o L’ovogenesi è la trasformazione delle cellule germinali in uova; o Le fasi dell’ovogenesi iniziano durante la vita fetale, per poi arrestarsi prima della nascita e ricominciare così durante la pubertà; ▪ La spermatogenesi invece inizia direttamente in pubertà ed è un processo continuo; o Le divisioni mitotiche fanno aumentare il numero degli ovogoni fino al 5° mese di sviluppo, raggiungendo un massimo di 6-7 milioni di ovogoni: ▪ Tutti gli ovogoni sono poi indotti a iniziare la meiosi, o a degenerare, durante la vita fetale, così che alla nascita una femmina ha già tutti gli ovociti che potrà avere nel resto della sua vita; • Dopo il 5° mese, infatti, gli ovogoni iniziano a degenerare insieme agli ovociti primari e ai follicoli primordiali formando nell’ovaio i corpi atresici; • Alla nascita restano così circa 1-2 milioni di follicoli primordiali; o Sia l’inizio della meiosi che il suo arresto sono processi che vengono prodotti attivamente da fattori specifici: ▪

Gli ovogoni sono indotti a iniziare la meiosi, perdendo la capacità di divedersi per mitosi, dal fattore di induzione della meiosi (MIF), rilasciato dalle cellule in degenerazione della rete ovarii;

Diventano così ovociti primari

Questi vengono circondati dalle cellule piatte dei cordoni corticali, le cellule follicolari: - Formano un rivestimento monocellulare; - Secernono all’esterno una membrana basale  membrana propria;

ovocita primario si forma così il follicolo primordiale

costituito da:

(è l’unità funzionale dell’ovaio)

cellule follicolari membrana propria

Poco dopo la formazione dei follicoli primordiali, gli ovociti sono arrestati nel diplotene (fase in cui compaiono i chiasmi) della profase I -

Dictiotene  altro nome dello stadio del “diplotene sospeso”;

-

Arresto probabilmente dovuto a una sostanza di inibizione della meiosi ovocitaria (OMI), prodotta dalle cellule follicolari e trasmessa all’ovocita mediante giunzioni comunicanti;

-

l’ovocita primario accumula nel citoplasma varie proteine e numerosi mRNA che serviranno subito dopo la fecondazione.

o L’ovogenesi può essere quindi suddivisa in 3 grandi tappe: ▪ Inizio  durante la vita fetale; ▪ Arresto  in diplotene, dopo la nascita; ▪ Ripresa  all’inizio della pubertà; •

Anche chiamata follicologenesi

Comincia con l’aumento delle dimensioni del follicolo; Cambiamenti dell’ovocita di pari passo con i cambiamenti del follicolo.

•

È di per sé un processo continuo: - Ogni giorno un piccolo numero di follicoli primordiali entrano nella fase di accrescimento ~ Solo uno di essi riesce a completare l’ovogenesi;

•

Il completamento della ripresa dell’ovogenesi è invece un processo ciclico:

ciclo ovarico o La ripresa e il completamento dell’ovogenesi devono assicurare due risultati principali: ▪ che un solo ovocita possa completare lo sviluppo (per ogni ciclo ovarico); ▪ devono trasformare un fenomeno di ripresa continuo in un fenomeno di ovulazione ciclico;

CICLO OVARICO o definito come il periodo che intercorre tra due mestruazioni successive ▪ in questo modo l’ovulazione si pone alla metà del ciclo; o viene suddiviso in 2 fasi: ▪

fase follicolare (fase pre-ovulatoria)  ormone dominante: estrogeni (follicolo); • presenta 2 punti critici oltre i quali lo sviluppo del follicolo non può procedere, a meno che non avvengano delle trasformazioni specifiche; - questi 2 punti suddividono la fase follicolare in 3 sottofasi: 1- fase preantrale; 2- fase antrale; 3- fase preovulatoria;

▪

fase luteinica (fase post-ovulatoria)  ormoni dominanti: progestinici (corpo luteo);  è continua;

Fase Follicolare 1- Fase Preantrale (da 3 a 5 giorni)  indipendente dagli ormoni: o Crescita dell’ovocita primario ▪ Diametro passa da 20 µm a 100 µm; ▪ Sintetizza e accumula ingenti quantità di riserve metaboliche e molecole regolatrici nel citoplasma, indispensabili per le fasi successive dello sviluppo; o Le cellule follicolari vanno incontro a 4 tipi principali di modificazioni: cubiche; 1- Cellule follicolari piatte diventano: Proliferano attivamente

follicolo primordiale

diventa

Si dispongono su strati sovrapposti

Insieme multilammelare noto come granulosa

Cellule della granulosa

follicolo primario

2- Cellule della granulosa e l’ovocita secernono grandi quantità di glicoproteine Formano attorno all’ovocita una barriera acellulare Zona pellucida comunicazione tra granulosa e ovocita resa ancora possibile dai prolungamenti citoplasmatici di queste cellule attraverso la zona pellucida, con formazione di giunzioni comunicanti tra questi due tipi di cellule

3- Cellule dello stroma ovarico vengono a condensarsi sulla membrana propria Formano una matrice chiamata teca -

A differenza della granulosa, questa è riccamente vascolarizzata; Si distinguono due strati: ~ Teca interna  ghiandolare e ricca di vasi; ~ Teca esterna  capsula fibrosa che circonda la teca interna.

4- Verso la fine della fase antrale si ha la comparsa dei recettori per le gonadotropine -

Cellule della granulosa recettori per l’FSH;

-

Cellule tecali  recettori per l’LH;

2- Fase Antrale (da 8 a 12 giorni): o La maggior parte dei follicoli che arrivano alla fine della fase preantrale non entra in quella successiva  vanno incontro ad atresia ▪ Cellule della granulosa accumulano goccioline di grasso, sviluppano nuclei picnotici e degenerano, portando poi alla morte dell’ovocita • A questo punto il follicolo viene invaso da leucociti e macrofagi, formando così il corpo atresico; o L’atresia viene evitata solo se: ▪ sono presenti nel sangue concentrazioni adeguate di FSH e LH; ▪ il follicolo ha un numero sufficiente di recettori per questi due ormoni; grazie al legame dei due ormoni ai loro recettori, viene indotta una ulteriore proliferazione delle cellule tecali e della granulosa, con una conseguente crescita del follicolo;

questo ulteriore accrescimento del follicolo è fondamentale in quanto, in parallelo alla proliferazione delle cellule, si ha la secrezione di un liquido che va a formare un unico grande antro attraverso lo strato della granulosa;

cambiamento strutturale (formazione dell’antro) associato a un cambiamento funzionale:

follicolo si trasforma in una ghiandola endocrina: produce quantità crescenti di androgeni ed estrogeni

-

androgeni (androstenedione e testosterone)  prodotti dalle cellule della teca interna  stimolati da LH

-

estrogeni (estradiolo)  prodotti dalle cellule della granulosa se stimolati da FSH, trasformano gli androgeni delle cellule tecali in estrogeni

o FSH stimola: ▪ la proliferazione delle cellule della granulosa; ▪ la produzione di un maggior numero di recettori per l’FSH;

o estradiolo stimola: ▪ proliferazione della granulosa; ▪ maggior produzione di recettori per gli estrogeni;

con questi meccanismi a feedback positivo si ha una moltiplicazione esplosiva sia delle cellule della granulosa che dei recettori per FSH ed estrogeni, che continua ad indurre questa proliferazione in maniera ancora più vigorosa non appena un “follicolo dominante” acquista un numero di recettori superiore a quello dei vicini, esso tende a proliferare e a crescere più rapidamente, sottraendo agli altri follicoli quantità sempre maggiori di FSH ed estradiolo -

il follicolo dominante, inoltre, prelevando gli ormoni dal circolo sanguigno, compete con i follicoli di ambedue le ovaie;

-

ciò spiega perché un solo follicolo, in genere, riesce a raggiungere le dimensioni adatte per passare alla fase successiva. Verso la fine della fase antrale, gli alti livelli di FSH ed estrogeni inducono un cambiamento critico: le cellule della granulosa acquistano recettori per LH

l’attacco di LH a tali recettori cambia la proprietà dei follicoli: -

Il follicolo diminuisce la produzione di recettori per FSH ed estradiolo;

-

Inizia a produrre progesterone;

la produzione del nuovo ormone predispone il follicolo a passare alla fase successiva.

o i follicoli che sviluppano un antro sono detti follicoli secondari; o l’ovocita non aumenta le proprie dimensioni; o il follicolo si accresce molto: ▪ sia per proliferazione delle cellule; ▪ sia per accumulo di liquido antrale; • fluido viscoso; • ricco di proteoglicani secreti dalla granulosa; • contiene quantità crescenti di ormoni (estrogeni); o

alcune cellule della granulosa che circondano l’ovocita formano il cumulo ooforo ▪ Struttura che sporge quasi completamente nel liquido antrale.

3- Fase Preovulatoria (in media dura 37 ore)  precede l’ovulazione: o Comparsa e attivazione dei recettori per LH sono condizioni necessarie, ma non sufficienti per far passare il follicolo alla fase successiva ▪ Per non trasformarsi in corpo atresico, il follicolo antrale maturo necessita di concentrazioni di FSH e LH molto elevate • Si ha infatti un picco di FSH e una, così detta, “ondata di LH”

•

Solo i follicoli capaci di sfruttare questa ondata di gonadotropine possono passare alla fase successiva;

o Si ha la ripresa della meiosi ▪ Dipende da un fattore specifico, il fattore che promuove la fase M (MPF) • La sua attivazione nell’ovocita richiede il progesterone; • È necessario a tutte le cellule che si dividono; dopo poche ore dall’ondata di LH, l’ovocita completa la meiosi I formando due cellule:

ovocita secondario -

Contiene la maggior parte del citoplasma; Inizia subito la meiosi II

2° arresto in metafase II Provocato dal fattore citostatico (CSF) Meiosi verrà ripresa solo se l’ovocita verrà fecondato

globulo polare - contiene pochissimo citoplasma; - è destinato alla degenerazione;

o Si formano le vescicole corticali: ▪ Strutture simili a lisosomi; ▪ Nella zona sottostante alla membrana cellulare; o Scompaiono i prolungamenti citoplasmatici che mettevano in contatto l’ovocita con le cellule della granulosa; o L’ondata di LH determina anche un ulteriore accrescimento del follicolo e dell’ovocita: ▪

Follicolo passa da 6 nm a oltre 20 nm di diametro • Chiamato follicolo terziario o follicolo di Graaf;

▪

l’ovocita ha ora un diametro di 100-150 µm.

Ovulazione o l’accrescimento del follicolo causa una pressione contro la parete dell’ovaio, provocando un rigonfiamento visibile sulla sua superficie ▪ la zona in cui si ha questo rivestimento diventa presto: stigma • avascolare; • biancastra; o Espulsione dell’ovocita: ▪ Enzimi litici (plasmina e collagenasi) digeriscono gradualmente lo stigma; ▪

Contemporaneamente diminuisce la pressione del liquido antrale contro le pareti del follicolo;

▪

L’ovocita viene poi espulso lentamente dall’ovaio, circondato dalla corona radiata (=cellule del cumulo ooforo) e insieme al fluido viscoso dell’antro.

▪

Viene catturato nella cavità peritoneale dalle fimbrie dell’ovidotto (che nel frattempo si sono avvicinate alle gonadi)

▪

Viene così spinto nel padiglione dell’ovidotto.

o Al momento dell’ovulazione, oltre a rompersi lo stigma, si rompe anche la membrana propria che separava le cellule della teca dalla granulosa ▪ Si ha così: • Vascolarizzazione della granulosa; • Penetrazione in essa di alcune cellule della teca interna; • Formazione di un coagulo al centro del follicolo ovulato;

▪

Il follicolo è ora costituito da un nucleo di fibrina circondato da cellule della granulosa frammiste a cellule della teca interna, e da uno strato esterno di cellule tecali fibrose.

Con questa struttura, inizia la trasformazione in corpo luteo

Fase Luteinica o Il follicolo diventa quindi corpo luteo: ▪

Ghiandola endocrina: • •

Secerne progestinici - progesterone maggiormente; Secerne estrogeni - estradiolo in minori quantità;

Mantengono bassi i livelli di FSH e LH Inibiscono così lo sviluppo di nuovi follicoli

▪

Le cellule della granulosa • Non proliferano più; • Iniziano ad “ingrassare”: - Accumulano proteine, lipidi, mitocondri, membrane del REL, vescicole del complesso di Golgi e un pigmento carotenoide (luteina, da quel colore giallastro);

▪

Con questi processi di ipertrofia, il corpo luteo aumenta ancora di dimensioni;

▪

Mantenimento del corpo luteo è sostenuto da LH • Questo ormone ha quindi sia funzione proliferativa che nutritiva;

o Se non avviene la fecondazione dell’ovocita, il corpo luteo vive solo per circa 14 giorni prima di degenerare: ▪

La luteolisi avviene con un collasso delle cellule luteiniche e progressiva morte cellulare, seguita dall’arresto della secrezione di progestinici • Si forma poi una cicatrice di colore biancastro, che viene poi riassorbita dallo stroma ovarico nel giro di qualche mese;

▪

Degenerazione causata da un meccanismo di autodistruzione intrinseco al corpo luteo stesso: • La luteolisi è dunque un fenomeno di morte programmata a scadenza fissa; •

Una volta che il corpo luteo degenera, si ha la precipitazione dei livelli di progesterone ed estrogeni, che non impediscono più la secrezione di FSH e LH a livello dell’ipotalamo - Riprende la maturazione dei follicoli;

•

Può essere inattivato solo dall’intervento di un ormone proveniente dall’utero e rilasciato dalle cellule del corion embrionale Gonadotropina corionica umana (hCG) ~ Quest’ormone sopprime il meccanismo di autodistruzione, facendo continuare la proliferazione del corpo luteo e la sua secrezione di progesterone ed estrogeni; ~ Inibisce la produzione a livello dell’ipotalamo di FSH e LH;

-

Meccanismi di Controllo del Ciclo Ovarico o Il ciclo ovarico è regolato da almeno 4 meccanismi di controllo ▪

Feedback positivo degli estrogeni nel follicolo antrale:

Follicoli antrali, stimolati da FSH ed estradiolo, producono una sempre maggiore quantità di estrogeni;

Ciò non inibisce la secrezione di FSH e LH - La loro inibizione si ha solo se i livelli di estrogeni sono inferiori a un certo valore soglia

▪

Feedback positivo di FSH e LH nell’ipofisi

Superato questo valore soglia, gli estrogeni incentivano la secrezione di FSH e LH, ottenendo il picco nella fase preovulatoria

Si ottiene così l’ovulazione e la formazione del corpo luteo ▪

Feedback negativo tra ormoni ovarici e ormoni ipofisari;

ormoni prodotti dal corpo luteo inibiscono la secrezione degli ormoni ipofisari FSH e LH

▪

Meccanismo di autodistruzione del corpo luteo.

Cicli Femminili o Gli ormoni della donna, estrogeni e progesterone, inducono cambiamenti periodici sia nelle gonadi che negli altri organi riproduttivi femminili;

➢ Ciclo dell’utero  ciclo mestruale: o L’utero ha la funzione di accogliere l’embrione e nutrirlo fino alla nascita; o Formato da tre parti: ▪

Perimetrio  sottile tonaca sierosa all’esterno; • Struttura di rivestimento; • Formato in gran parte dal peritoneo che avvolge l’utero;

▪

Miometrio  spessa tonaca muscolare nel mezzo; • Consiste di parecchi strati di cellule muscolari lisce - Interposte a fibroblasti e a molti vasi sanguigni; Endometrio  tonaca mucosa all’interno; • Epitelio colonnare semplice composto di: - cellule secretorie frammiste a poche cellule cigliate; - uno stroma di tessuto connettivo posto sotto all’epitelio e contenente le ghiandole uterine; • formato funzionalmente da due strati: - functionalis  strato superficiale ~ cresce, si sfalda (=mestruazione) e si riforma a ogni ciclo mestruale; ~ spessore varia da 7 mm prima della mestruazione a 1 mm dopo la mestruazione; - basalis  strato profondo ~ costituisce la base che rigenera una nuova functionalis dopo ogni mestruazione;

▪

o durante il ciclo mestruale, le 3 parti dell’utero cambiano in modi molto diversi: ▪

perimetrio  cambia molto poco;

▪

miometrio  ciclo miometrale; • variazione dell’ampiezza e della frequenza delle contrazioni durante il ciclo ovarico: - bassa ampiezza, alta frequenza  ovulazione; - alta ampiezza, bassa frequenza  mestruazione;

▪

endometrio  ciclo endometrale; • consiste nel ciclo mestruale vero e proprio • ciclo periodico e controllato dagli ormoni steroidei femminili;

o ciclo mestruale: ▪

consiste di 2 fasi, che corrispondono a quelle del ciclo ovarico: • fase proliferativa  fase follicolare: inizia quando si è conclusa la mestruazione del ciclo precedente; gli estrogeni (tornati ad essere secreti dalle ovaie grazie alle gonadotropine secrete dall’ipofisi) si legano a recettori specifici: - sul miometrio  aumentano la frequenza delle contrazioni; -

sull’endometrio  aumentano la proliferazione della basalis: ~ costruzione di una nuova functionalis; ~ espansione dello stroma sottostante; ~ ghiandole endometrali si allungano; ~ arterie acquistano un aspetto a spirale;  stimolano le cellule epiteliali a secernere un liquido acquoso contenente enzimi;  inducono la sintesi di recettori per il progesterone

•

fase secretiva  fase luteinica: progesterone, attaccandosi ai suoi recettori, induce: - le ghiandole dell’endometrio a produrre una secrezione mucosa; - la proliferazione e la crescita delle cellule stromali ~ la functionalis continua a crescere; - la trasformazione della functionalis in un tessuto capace di nutrire l’embrione; la mancanza del progesterone, con la degenerazione del corpo luteo, induce il rapido sfaldamento della functionalis, avendo così la mestruazione processo accompagnato da diffuse emorragie, anche se la perdita di sangue è contenuta grazie alla contrazione delle arterie spirali.

➢ Ciclo cervicale: o canale cervicale, detto anche cervice o collo dell’utero: ▪ canale a forma di fuso che mette in comunicazione l’utero con la vagina; ▪

parte superiore  rivestita da un epitelio colonnare semplice: • contiene ghiandole secernenti il muco cervicale;

▪

parte inferiore  epitelio squamoso stratificato • si continua con l’epitelio della vagina attraverso l’orifizio esterno dell’utero

o ciclo cervicale: ▪ cambiamento delle caratteristiche del muco cervicale in seguito agli ormoni; • cambiamenti interessano il volume del muco e la capacità o meno di far penetrare gli spermatozoi; • cambiamenti influenzano la capacità di penetrazione degli spermatozoi attraverso la cervice, impedendo o meno il loro passaggio nell’utero; ▪

fase luteinica e prima parte della fase follicolare  penetrazione minima; • progesterone inibisce la penetrazione; • cervice rigida; • ridotta secrezione di muco;

▪

fase preovulatoria  penetrazione massima; • estrogeni incentivano la penetrazione - fase in cui si hanno appunto i picchi di FSH, LH e di estrogeni; • cervice più vascolarizzata; • muscolo liscio rilassato; • l’epitelio se...