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Riproduzione e sviluppo. Dimorfismo sessuale Gli esseri umani sono sessualmente dimorfici, cioè luomo e la donna sono fisicamente diversi Gli organi sessuali.

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1 Riproduzione e sviluppo

2 Dimorfismo sessuale Gli esseri umani sono sessualmente dimorfici, cioè luomo e la donna sono fisicamente diversi Gli organi sessuali maschili e femminili consistono di tre insiemi di strutture: le gonadi, i genitali interni, i genitali esterni

3 Le gonadi Le gonadi sono gli organi che producono i gameti, le cellule riproduttive (ovulo e spermatozoo), che si uiniscono per formare un nuovo individuo Le gonadi maschili sono i testicoli e producono gli spermatozoi Le gonadi femminili sono le ovaie e producono le uova o ovuli Le cellule gonadiche indifferenziate destinate a produrre ovuli o spermatozoi sono definite cellule germinali

4 I genitali I genitali interni consistono di ghiandole e dotti accessori che connettono le gonadi con lambiente esterno I genitali esterni includono tutte le strutture riproduttive esterne

5 La fecondazione La riproduzione dei singoli individui, ai fini del mantenimento della specie, avviene per effetto della fecondazione, processo per il quale uno spermatozoo penetra in una cellula uovo dando inizio allo sviluppo di un nuovo individuo (zigote) Lo spermatozoo e luovo, con il loro contributo cromosomico, conferiranno al nuovo individuo caratteristiche somatiche e sessuali proprie

6 I cromosomi Oogoni e spermatogoni, cellule primordiali dei gameti, contengono 46 cromosomi (23 coppie, corredo diploide) e, in particolare: Loogonio presenta 44 autosomi e 2 gonosomi (cromosomi sessuali) identici XX Lo spermatogonio presenta 44 autosomi e 2 gonosomi diversi X e Y

7 I cromosomi Gli autosomi contengono linformazione per lo sviluppo del corpo umano e delle sue caratteristiche variabili (colore degli occhi, gruppi sanguigni, ecc.) I gonosomi contengono i geni che regolano lo sviluppo degli organi sessuali interni ed esterni Il cromosoma X è più grande del cromosoma Y e contiene molti più geni

8 La meiosi Prima della fecondazione oogoni e spermatogoni vanno incontro alla meiosi e ogni cellula figlia riceverà soltanto 23 cromosomi (corredo aploide) uno da ognuna delle 23 paia di cromosomi Al termine della riduzione cromosomica,quindi, tutti gli oociti avranno 22 autosomi e 1 gonosoma X, gli spermatozoi avranno 22 autosomi e un gonosoma X o Y

9 La gametogenesi

10 Lo zigote Luovo, che contiene sempre lautosoma X, potrà essere fecondato da 2 tipi di spermatozoi: Spermatozoo contenente lautosoma X, e si avrà uno zigote con autosomi XX che si svilupperà in una femmina Spermatozoo contenente lautosoma Y, e si avrà uno zigote con autosomi XY che si svilupperà in un maschio

11 Patologie ereditarie legate al cromosoma X Molti geni legati al cromosoma X (X-linked genes) non corrispondono ad alcun gene sul cromosoma Y che è molto più piccolo. Le femmine hanno sempre due copie dei geni che si trovano su tale cromosoma, e la loro espressione segue il modello classico di dominanza e recessione genica. I maschi, avendo un solo cromosoma X, mostrano sempre i tratti associati ai geni che si trovano su questo cromosoma. Quindi se il gene ereditato dalla madre è difettoso, il figlio maschio manifesterà la mutazione (distrofia muscolare di Duchenne, emofilia, daltonismo)

12 Anomalie nella distribuzione dei cromosomi sessuali X0 = Sindrome di Turner. Individui con aspetto femminile ma genitali esterni ed interni ambigui (gonade incompleta) XXY = Sindrome di Klinefelter. Individui con genitali esterni ed interni maschili, ma con testicoli ridotti, sviluppo anomalo dei tubuli seminiferi e deficiente spermatogenesi

13 I processi di sessualizzazione In base alla distribuzione cromosomica, si ha la differenziazione del sesso e la determinazione degli organi sessuali di un individuo che costituiscono linsieme dei processi di sessualizzazione che coprono tre periodi: –1) sviluppo delle gonadi –2) sviluppo dei genitali interni –3) sviluppo dei genitali esterni

14 La differenziazione sessuale Le strutture riproduttive non iniziano a differenziarsi prima della settima settimana Fino ad allora i tessuti embrionali sono bipotenziali e non possono essere identificati come maschili né come femminili

15 La gonade bipotenziale consta di una porzione corticale esterna e di una midollare interna I genitali interni bipotenziali sono costituiti dai dotti di Wolff (derivati dal rene embrionale) nella midollare,e dai dotti di Muller nella corticale A seguito di un adeguato segnale di sviluppo, la midollare si svilupperà in testicolo; in assenza di tale segnale, la corticale si svilupperà in tessuto ovarico

16 I dotti di Wolff e di M ü ller avranno destino diverso. In particolare: Nellembrione geneticamente femmina, il sistema dei dotti di M ü ller si differenzierà in tube uterine, utero, cervice e vagina e i dotti di Wolff regrediranno Nellembrione geneticamente maschio i dotti di Wolff si svilupperanno in epididimo, deferente, vescicole seminali e dotto eiaculatore e i dotti di M ü ller regrediranno

17 Sviluppo delle gonadi Sul cromosoma Y è presente un gene detto SRY o regione determinante il sesso da cui, appunto, dipende la determinazione del sesso In assenza del gene SRY e dei suoi prodotti, le gonadi si sviluppano in ovaia In presenza di tale gene funzionale, le gonadi bipotenziali si sviluppano in testicoli

18 Il gene SRY Il gene SRY induce la sintesi della proteina SRY o fattore di determinazione testicolare che si lega al DNA attivando altri geni I prodotti proteici di questi geni dirigono lo sviluppo della midollare gonadica in testicolo Quindi lo sviluppo testicolare NON richiede ormoni sessuali maschili (testosterone) che non può essere secreto finché le gonadi non si sviluppano in testicoli

19 I genitali esterni bipotenziali consistono di un tubercolo genitale, di pieghe uretrali, del solco uretrale e dei rigonfiamenti labioscrotali Queste strutture si differenzieranno nelle strutture riproduttive maschili e femminili nelle successive fasi di sviluppo

20 Sviluppo dei genitali interni ed esterni maschili Quando i testicoli si differenziano (tra la sesta e la settima settimana), essi inziano a secernere tre ormoni che influenzano lo sviluppo dei genitali maschili interni ed esterni: –Le cellule del Sertoli secernono lormone glicoproteico antimulleriano (o sostanza inibente il dotto di M ü ller, AMH) –Le cellule di Leydig secernono testosterone e il suo derivato deidrotestosterone (DTH), ormoni steroidei dominanti nel maschio (entrambi si legano allo stesso recettore ma con effetto diverso)

21 Sviluppo maschile In particolare, nellembrione geneticamente maschio: –Lormone antimulleriano (AMH) causa la regressione dei dotti di M ü ller –Il testosterone converte i dotti di Wolff nelle strutture accessorie maschili (epididimo, vasi deferenti, vescicole seminali) –Più tardi nello sviluppo fetale, il testosterone controlla la migrazione del testicolo dalladdome nello scroto o sacco scrotale Dotto di Müller in fase di degenerazione Stadio dello sviluppo sessuale indifferenziato

22 Differenziazione dei genitali esterni maschili La differenziazione dei genitali esterni è controllata principalmente dal DTH

23 Sviluppo femminile Nellembrione geneticamente femmina, in assenza del gene SRY non si sviluppa il testicolo e viene a mancare linibizione da parte dellAMH testicolare, quindi: –I dotti di M ü ller si sviluppano nella porzione superiore della vagina, nellutero e nelle tube di Falloppio o ovidotti –I dotti di Wolff degenerano –Verso la 12° settimana gli oogoni cominciano la divisione meiotica per formare oociti segnando linizio della differenziazione ovarica che si completerà tra la 20° e la 25° settimana Stadio dello sviluppo sessuale indifferenziato

24 Differenziazione dei genitali esterni femminili Senza DHT i genitali esterni assumono caratteristiche femminili

25 Riassunto

26 Deficit enzimatici e recettoriali nel maschio Individui geneticamente maschi che mancano dei recettori per gli androgeni sono affetti da sindrome di femminilizzazione testicolare: –La presenza del cromosoma Y porta allo sviluppo dei testicoli e alla regressione del dotto di M ü ller,ma la mancanza dei recettori degli androgeni non permette lo sviluppo dei dotti di Wolff. Quindi mancano i genitali interni Individui geneticamente maschi con deficit dellenzima 5-a-reduttasi (converte il testosterone in DHT) mostrano una ridotta mascolinizzazione dei genitali esterni (riduzione di grado diverso a seconda del deficit) senza interferire con la formazione di testicoli normali

27 Deficit enzimatici nella femmina Leccessiva presenza di androgeni nelle prime fasi di sviluppo embrionale porta a differenziazione dei genitali esterni maschili Ciò accade quando la madre secerne un eccesso di androgeni o quando individui geneticamente femmina sono carenti degli enzimi surrenalici 11-idrossilasi o 21-idrossilasi necessari per la sintesi dei gluco- e mineralcorticoidi. In assenza di questi enzimi, il surrene sintetizza androgeni dal colesterolo Lipersecrezione di androgeni porta alla sindrome adrenogenitale (iperplasia surrenalica congenita) con vario grado di mascolinizzazione dei genitali esterni Una severa mascolinizzazione dei genitali esterni femminili porta allo pseudoermafroditismo femminile che può indurre allerrore nellidentificazione del sesso del neonato

28 Modelli base della riproduzione I testicoli maschili e le ovaie femminili producono entrambi sia ormoni, sia gameti (quindi hanno secrezione sia endocrina, sia esocrina) –Gli ovuli (gameti femminili) sono tra le cellule più voluminose dellorganismo, non sono mobili e sono spostati lungo lapparato riproduttivo dalle correnti create dalla contrazione della muscolatura liscia o dal movimento delle ciglia –Gli spermatozoi (gameti maschili) sono piccoli, molto mobili e sono le uniche cellule dellorganismo dotate di flagelli che permettono loro di risalire lungo lapparato riproduttivo femminile alla ricerca delluovo da fecondare

29 Apparato genitale maschile Organi sessuali primari: –Gonadi o testicoli o didimi Organi sessuali secondari: –Vie spermatiche (tubuli retti e rete testis, epididimi, canali deferenti, dotti eiaculatori, uretra comune); –ghiandole annesse (vescichette seminali, prostata, gh. bulbo-uretrali); –genitali esterni (pene, borsa scrotale o scroto); –organi rudimentali (appendice del testicolo e dellepididimo, paradidimo, condotti aberranti)

30 Gli organi sessuali primari Testicolo o didimo: organo pari a secrezione sia esterna (spermatozoi) sia interna (ormoni androgeni, il più importante dei quali è il testosterone) La secrezione esterna o spermatogenesi si verifica a temperatura inferiore a quella corporea, per cui, fin dal 7° mese di vita intrauterina, i testicoli iniziano la loro migrazione verso le borse scrotali, dove la temperatura è nettamente inferiore ( almeno 2°C) La secrezione ormonale, invece, non è influenzata da variazioni di temperatura

31 Il testicolo E una struttura avvolta dalla tonaca albuginea, di natura fibrosa ricca di terminazioni nocicettive, a sua volta ricoperta dalla tunica sierosa (tonaca vaginale) Dalla tonaca albuginea partono sottili sepimenti che dividono il testicolo in lobuli piramidali, ciascuno dei quali contiene 2-4 tubuli seminiferi ( cm ciascuno) che si riuniscono nella rete testis, poi nei dotti efferenti, quindi nellepididimo

32 Testa dellepididimo Coda dellepididimo

33 Allinterno dei lobuli, i tubuli seminiferi sono circondati da tessuto fibrillare lasso, interstiziale, le cui cellule di Leydig sono riunite a formare cordoni cellulari a funzione endocrina I tubuli seminiferi ( μm di diametro, m di lunghezza complessiva) sono costituiti da cellule del Sertoli (in una sola fila) e più strati di epitelio germinativo o seminale che poggiano su una membrana basale

34 Le cellule interstiziali di Leydig Rappresentano la parte endocrina: secernono androgeni, soprattutto testosterone ma anche diidrotestosterone e androstenedione Si differenziano dalle cellule mesenchimali indifferenziate solo in presenza di LH adenoipofisario o di gonadotropina corionica (hCG) prodotta dalla placenta: i recettori sono membranari e il II messaggero è il cAMP Nucleo grande, citoplasma abbondante, ricche di lipidi ed enzimi, tra cui quelli che catalizzano la steroidogenesi

35 Le cellule del Sertoli Cellule grandi con digitazioni di membrana che sembrano formare un sincizio (sincizio di Sertoli) 2 tipi di recettori –Recettori di membrana specifici per lFSH adenoipofisario (adenilato ciclasi– cAMP) –Recettori citosolici, specifici per gli androgeni (ABP- proteina legante gli androgeni- soprattutto testosterone) Modesta attività endocrina stereidogenetica. Sintesi di inibina Funzione trofica sullepitelio germinativo cui forniscono lipidi e glicogeno attraverso gap junctions; forniscono anche il liquido per il trasporto nel lume. Il distacco degli spermatozoi dalle cellule del Sertoli viene definito spermiazione La loro stretta giustapposizione impedisce la penetrazione dai capillari circostanti di proteine (es immunoglobuline) che potrebbero interferire con lo sviluppo degli spermatogoni (Barriera ematotesticolare)

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37 Le cellule dellepitelio germinativo Sono rappresentate dagli spermatogoni e dalle cellule che da essi derivano in via maturativa: –spermatociti di I e di II ordine –spermatidi –spermatozoi, cioè i gameti maturi Tale trasformazione rappresenta il ciclo della spermatogenesi e si compie in gg

38 La gametogenesi Il periodo della riproduzione dei gameti o gametogenesi è molto diverso nel maschio e nella femmina Le donne alla nascita posseggono già tutti gli ovuli, o ovociti, e non ne produrranno altri nel corso della vita. Durante il periodo fertile gli ovuli maturano e sono rilasciati dalle ovaie approssimativamente una volta al mese per circa 40 anni. Poi il ciclo riproduttivo cessa (menopausa) Gli uomini, invece, producono continuamente spermatozoi da quando raggiungono la maturità riproduttiva. La produzione diminuisce con letà ma non cessa mai completamente.

39 Gametogenesi maschile Alla nascita: i testicoli contengono solo cellule germinali immature Dopo la nascita: le gonadi restano inattive fino alla pubertà, quando maturano Alla pubertà: le cellule germinali dette spermatogoni, hanno due possibilità. Alcune vanno in mitosi per tutta la vita riproduttiva del maschio, altre vanno in meiosi e diventano spermatociti primari –Gli spermatociti primari daranno due spermatociti secondari alla prima divisione meiotica e ciascuno di questi alla seconda divisione meiotica darà due spermatidi aploidi che matureranno in spermatozoi (1 spermatocita primario diploide= 4 spermatozoi aploidi)

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41 Ormoni essenziali per la spermatogenesi Testosterone - cell di Leydig: essenziale per la divisione e lo sviluppo delle cell germinali Ormone luteinizzante (LH) – adenoipofisi: stimola le cell. di Leydig a secernere testosterone Ormone follicolo stimolante (FSH) – adenoipofisi: stimola le cell. del Sertoli a mediare la conversione di spermatidi in spermatozoi e a secernere inibina che inibisce la secrezione di FSH con meccanismo a feed-back Estrogeni – cell. del Sertoli: dal testosterone per azione dellFSH: ruolo poco chiaro nella spermatogenesi (sicuramente implicati nella maturazione dellosso) Proteina legante androgeni – cell. del Sertoli: lega il testosterone e gli estrogeni e li trasporta nel liquido dei tubuli seminiferi Ormone della crescita (GH) – adenoipofisi: promuove la divisione degli spermatogoni ed è necessario per il normale svolgimento delle funzioni metaboliche di base del testicolo

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43 Maturazione degli spermatozoi Poiché alla fine della spermatogenesi gli spermatozoi sono immobili, ma devono raggiungere lepididimo per completare la maturazione, essi vengono spinti verso la rete testis dallepitelio ciliato presente nel lume e dalla muscolatura liscia dei condotti. Gli spermatozoi impiegano gg per attraversare tutto lepididimo (4-5 m) e giungere nelleiaculato In questo percorso le cellule diventano mobili e acquistano la capacità di fecondare lovulo Gli spermatozoi prelevati direttamente dal testicolo non sono fertili In assenza di eiaculazione, essi degenerano e si liquefanno (non passano mai nelle vescicole seminali)

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45 Durante la maturazione, il nucleo diventa sempre più piccolo e compatto, andando a formare la testa dello spermio maturo Un piccolo corpo citoplasmatico, il centriolo,emette un fascio di fibre e, insieme al sottile velo di citoplasma che lo avvolge, diventa la coda Il citoplasma si riduce ad un velo che avvolge testa, tratto intermedio (con spirale di mitocondri = fonte energetica) e coda Nella testa è contenuto lacrosoma (formatosi nellapparato di Golgi) contenente enzimi proteolitici e la ialuronidasi, che liquefa lac. ialuronico del muco cervicale dellutero e quello della zona pellucida delluovo Lo spermatozoo maturo

46 Il movimento La coda dello spermatozoo è composta da 9 fibrille disposte attorno ad altre 2 centrali: insieme formano lassonema Solo le fibrille esterne si contraggono con movimenti flagellari (velocità = 20 μm/sec = 70 mm/h) Lenergia è fornita dallATP sintetizzato dai mitocondri

47 Il liquido seminale Poiché gli spermi hanno scarso citoplasma, il liquido seminale fornisce loro il nutrimento (la concentrazione di fruttosio è maggiore della concentrazione di glucosio ematico) Impartisce mobilità Liquefa il muco del canale cervicale dellutero Sensibilizza la muscolatura dellutero grazie al suo contenuto in prostaglandine prodotte dalla prostata Protegge gli spermi dallalta temperatura delle vie genitali femminili che ne eleva lattività ma ne abbrevia la vita perché ne innalza il metabolismo. Nelle vie genitali maschili gli spermatozoi sopravvivono per settimane, ma in quelle femminili, per non più di 24-48h. A temperature più basse lo sperma può essere conservato per settimane o, sotto i 100°, anche per anni

48 E formato da spermatozoi e liquido proveniente da deferenti, prostata, gh. Di Cowper ma soprattutto dalle vescicole seminali (ca 60%). Questo è lultimo ad essere eiaculato e lava via il materiale spermatico dal dotto eiaculatore e dalluretra Il liquido prostatico gli conferisce pH alcalino (7,5), aspetto lattiginoso, proprietà coagulanti: lenzima coagulante agisce sul fibrinogeno emesso dalle vescicole seminali dopo ca 5 min dalleiaculazione, formando un debole coagulo che serve a trattenere lo sperma nel collo dellutero. Il coagulo si dissolve dopo ca 15 min (fibrinolisina, dalla profibrinolisina prostatica) e gli spermatozoi diventano più mobili Il vol medio di una eiaculazione nelladulto è di 2-4 ml con milioni di spermatozoi. Nella sua vita luomo produce ca 400 miliardi di spermatozoi contro le 400 uova della donna Il liquido seminale

49 Composizione dello sperma

50 Cause di sterilità dello sperma Contiene meno di 20 milioni di spermatozoi Il 20% degli spermatozoi sono anormali (testa o coda) Scarsa motilità Temperatura dei testicoli troppo alta (causa temporanea o conseguente a criptorachidismo, che può essere dovuto a insufficiente quantità di testosterone) Distruzione dellepitelio dei tubuli seminiferi (parotite)

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52 Capacitazione degli spermatozoi I Gli spermatozoi acquistano capacità di fecondazione solo nel tratto genitale femminile mediante i processi di capacitazione: –Le secrezioni uterine e delle tube di Falloppio asportano i fattori inibitori che avevano represso lattività degli spermatozoi nelle vie genitali maschili –Nei tubuli seminiferi sono presenti vescicole flottanti contenenti colesterolo che viene continuamente ceduto alla membrana dellacrosoma, rendendola più resistente. Dopo leiaculazione, nelle vie genitali femminili, gli spermi si allontanano dalle vescicole e perdono il colesterolo in eccesso, e la membrana sullacrosoma diventa molto meno resistente

53 Capacitazione degli spermatozoi II –La membrana della testa diventa più permeabile agli ioni Ca++, che rendono più efficaci ed energici i movimenti del flagello –Gli ioni Ca++ modificano la membrana dellacrosoma che si fonde con quella della testa dello spermatozoo –Lacrosoma potrà liberare i suoi enzimi quando penetrerà nella zona pellucida delluovo –Entro 30 min la membrana dello spermatozoo e delloocita si fondono e avviene la fecondazione

54 Gli organi sessuali secondari Gli organi sessuali secondari (vie spermatiche con le loro ghiandole annesse e genitali esterni) sono quindi coinvolti nella produzione, maturazione e trasporto degli spermatozoi Lattività endocrina dei testicoli promuove la maturazione degli organi sessuali secondari e dei caratteri sessuali primari e secondari sino alla pubertà e li mantiene fino alla vecchiaia

55 I caratteri sessuali I caratteri sessuali primari sono rappresentati dagli organi sessuali interni e dai genitali esterni I caratteri sessuali secondari sono quei tratti che distinguono i maschi dalle femmine: la forma del corpo, la distribuzione dei peli corporei, lispessimento delle corde vocali, la struttura delle ossa del bacino….

56 I caratteri sessuali sono anchessi sotto controllo ormonale, quindi, la castrazione effettuata –prima della pubertà comporta regressione atrofica degli organi e modificazione dellaccrescimento corporeo (massa muscolare ridotta, tessuto adiposo più abbondante, ginecomastia). –dopo la pubertà determina regressione dei caratteri sessuali secondari

57 Attività steroidogenetica La secrezione ormonale è quasi del tutto a carico –delle cell. di Leydig integrata da quella –dei tubuli seminiferi e –delle cell. del Sertoli

58 La secrezione endocrina del testicolo La secrezione interna del testicolo comprende –Androgeni (testosterone, diidrotestosterone, androstenedione) –Estrogeni (17β-estradiolo ed estrone) In condizioni fisiologiche prevale la secrezione di androgeni Le cellule del Sertoli producono –La inibina che inibisce la secrezione di FSH –La proteina che lega gli androgeni (PLA o ABP) –E contengono laromatasi, enzima che converte gli androgeni in estrogeni

59 Il testosterone E prodotto, a partire dallacetato attraverso il colesterolo, dalle cellule di Leydig (che costituiscono il 20% della massa testicolare delladulto) Queste cell. sono abbondanti nelladulto e nel neonato (dove sono stimolate dalle gonadotropine corioniche) mentre sono scarse nel bambino. La sintesi è uguale a quella che avviene nel surrene e nellovaio Nei tessuti bersaglio il testosterone viene convertito in diidrotestosterone, più attivo

60 aromatasi 5α-reduttasi

61 Caratteristiche ormonali La secrezione è di ca 7mg/die nelluomo e di ca 0,15 mg/die nella donna E max nelle prime ore del mattino e nei mesi di maggio e novembre Circola legato per il 40-45% alla SHBG (sex hormon binding protein), per il 50-55% ad albumine, α1-glicoproteina acida, transcortina, mentre il 2% è libero Emivita: 30 min libero, 1h in forma legata

62 Recettore: nucleare per la forma libera, che dopo penetrazione viene convertita nella forma più attiva (diidrotestosterone, DHT), membranario (con cAMP come II messaggero) per la forma legata allSHBG Degradazione: quello che non si fissa nei tessuti, nel fegato viene trasformato in androsterone ed eziocolanolone, che vengono escreti nella bile o nellurina dopo essere stati glucurono – o solfo- coniugati

63 Meccanismo dazione Il recettore nucleare è una proteina codificata da un gene del cromosoma X Al contatto con lormone (testosterone o DHT), il recettore dimerizza e si lega ai geni bersaglio attivando la trascrizione Sintesi proteica (ormone anabolizzante) Il testosterone viene trasformato dallenzima aromatasi in estradiolo che si lega al recettore per gli estrogeni determinando effetti importanti sulla maturazione dellosso. Lassenza di aromatasi e la mancata formazione di estradiolo può comportare una severa osteopenia e aspetto eunucoide

64 Effetti biologici Gli effetti indotti sono diversi a seconda degli stadi di maturazione sessuale della vita delluomo Effetti durante lembriogenesi E importante per lo sviluppo dei caratteri sessuali primari (genitali interni ed esterni)

65 Effetti alla nascita Aumento della secrezione che ha effetto permissivo (priming) sul tratto urogenitale maschile, facilitando lingrandimento del pene

66 Effetti alla pubertà E responsabile della comparsa dei caratteri sessuali secondari Induce laccrescimento dellosso e la ritenzione di Ca Aumenta il metabolismo basale del 5-10% Determina un cambiamento comportamentale, anche sessuale, stimolando la libido, dando inizio alla spermatogenesi e determinando la capacità di fecondare Aumenta laggressività Stimola la eritropoiesi e induce laumento dellematocrito Riduce le HDL che trasportano il colesterolo

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68 Effetti nelletà adulta Mantenimento: –delle secrezioni prostatiche e delle vescicole seminali –della densità ossea, della massa muscolare, della distribuzione del pelo –della libido, della potentia generandi e della potentia coeundi –dellazione sulleritropoiesi e sulle HDL

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70 Controllo della funzione testicolare Lipotalamo rilascia lormone liberante le gonadotropine (GnRH) che stimola lipofisi Ladenoipofisi secerne lFSH e lLH LFSH ha azione spermatogenetica insieme al testosterone e stimola la secrezione di inibina che agisce a feedback negativo sullFSH LLH (o ICSH interstitial cells stimulating hormon) stimola la secrezione di testosterone dalle cell di Leydig. Il testosterone agisce con feedback negativo sulla secrezione di LH

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72 Apparato riproduttivo femminile Il sistema riproduttivo maschile ha solo il compito di produrre lo sperma e depositarlo nel sistema riproduttivo femminile Il sistema riproduttivo femminile è responsabile: –Della produzione delle cellule uovo –Del trasporto delle cellule uovo –Di tutto ciò che occorre per la nascita di un nuovo essere umano

73 Caratteristiche del sistema riproduttivo femminile Cambiamenti ciclici di attività: ogni 28 giorni cambiamenti strutturali e funzionali (ciclo mestruale) sono accompagnati da cambiamenti della secrezione di ormoni ipotalamici, ipofisari e ovarici ed iniziano con la mestruazione, perdita di sangue e tessuto dalla superficie della parete uterina Periodo di fertilità ristretto: a metà del ciclo mestruale viene rilasciato un ovulo (ovulazione), prerequisito per la fecondazione. La donna è fertile solo durante i giorni del ciclo che coincidono allincirca con lovulazione Produzione limitata di gameti: il numero delle cellule germinali è fisso alla nascita (ca 2 milioni), ma il numero di ovuli potenziali diminuisce nel corso della vita perché la maggior parte delle cellule germinali degenera (atresia). Solo circa 400 cellule uovo vengono rilasciate nel corso della vita di una donna

74 Sistema riproduttivo femminile Utero: corpo e cervice che immette nel canale cervicale, diretto alla vagina Tube uterine o di Falloppio: terminano con linfundibulo (imbutiforme) frangiato da fimbrie che racchiudono parzialmente lovaio del rispettivo lato

75 La parete uterina Strato esterno di cell epiteliali e tessuto connettivo, perimetrio Strato intermedio, spesso, di muscolatura liscia, miometrio Strato interno di cell epiteliali e connettivo, endometrio, che contiene ghiandole secernenti un fluido che begne la parete uterina

76 Lovaio Struttura ovoidale di 2-4 cm costituita da tessuto connettivo (stroma). Si distinguono: –una parte corticale spessa che contiene i follicoli ovarici in vari stati di sviluppo –una parte midollare centrale con vasi sanguigni e nervi La gametogenesi avviene nellovaio

77 I genitali esterni Costituiti dalla vulva che comprende: Grandi e piccole labbra, che circondano il meato vaginale Vestibolo, che conduce a vagina e uretra Clitoride, piccolo organo erettile che si trova di fronte al vestibolo Ghiandole vestibolari, che secernono fluido lubrificante per facilitare la penetrazione del pene nella vagina Imene, sottile membrana contenente piccoli vasi sanguigni che nelle donne vergini occlude parzialmente il meato vaginale

78 Lo sviluppo dei caratteri sessuali primari della donna è controllato dagli estrogeni Gli estrogeni controllano anche i più evidenti caratteri sessuali secondari femminili : lo sviluppo delle mammelle, la distribuzione del tessuto adiposo su fianchi e cosce Altre caratteristiche sessuali secondarie femminili sono regolate dagli androgeni prodotti dalla corteccia surrenale : la crescita dei peli pubici e ascellari e anche la libido

79 La gametogenesi femminile Entro il sesto mese di sviluppo embrionale: le cellule germinali, oogoni, completano la divisione mitotica e la profase della meiosi. La mitosi delle cellule germinali termina e non possono essere prodotti altri oociti (ca 7 milioni) Alla nascita: lovaio contiene circa 2 milioni di oociti primari Alla pubertà: gli oociti saranno ridotti a circa Nel periodo fertile: circa oociti maturano e vengono espulsi o fecondati Al climaterio: solo pochi follicoli primitivi saranno rimasti nelle ovaie, la riproduzione ha termine (menopausa)

80 Periodo fertile Durante il periodo fertile, ogni mese, lovaio rilascia uno o due cellule uovo (ovulazione). Con la I divisione meiotica, ogni oocita primario si divide in due cellule, un grande ovulo o oocita secondario e un piccolo primo corpo polare, entrambi con corredo diploide. Il primo corpo polare degenera. Con la II divisione meiotica, se lovulo non viene fecondato, i cromatidi fratelli si separano ma restano nella stessa cellula e lovulo si disintegra o viene espulso; se lovulo viene fecondato, la meiosi si completa, i cromatidi fratelli vanno a cellule diverse, uno zigote e un secondo corpo polare che degenera. Ogni oocita primario produce quindi un solo ovulo Prima della nascita

81 Cambiamenti ciclici nella donna Il processo ciclico mensile che porta allovulazione (ciclo mestruale) implica numerosi cambiamenti: –Cambiamenti della struttura e della funzione delle ovaie (ciclo ovarico) –Cambiamenti della struttura e della funzione dellutero (ciclo uterino) –Cambiamenti ciclici della secrezione degli ormoni ovarici, ipotalamici e ipofisari

82 Il ciclo ovarico E diviso in tre fasi Fase follicolare: periodo di crescita dei follicoli nellovaio Ovulazione: quando uno o più follicoli sono giunti a maturazione, e lovaio li rilascia Fase luteale o luteinica: fase postovulatoria, in cui il follicolo si trasforma in corpo luteo, così chiamato per i suoi depositi gialli di pigmento e lipidi. Secerne ormoni per preparare alla gravidanza, ma se questa non si instaura, il corpo luteo cessa di funzionare dopo due settimane ed il ciclo ovarico ricomincia

83 Il ciclo uterino E regolato da ormoni ovarici. Si suddivide in: Mestruo: sanguinamento uterino corrispondente alla fase follicolare Fase proliferativa: lendometrio si ispessisce in preparazione di una eventuale gravidanza in corrispondenza dellultima parte della fase follicolare Fase secretoria: corrisponde alla fase luteale, quando gli ormoni prodotti dal corpo luteo convertono lendometrio ispessito in una struttura secernente. Se non si ha gravidanza, gli strati superficiali dellendometrio vengono persi durante la mestruazione

84 I cicli ormonali I cicli ovarico ed uterino sono sotto il controllo di diversi ormoni: –GnRH rilasciato dallipotalamo –FSH ed LH rilasciati dalladenoipofisi –Estrogeni, progesterone ed inibine prodotti dallovaio Durante la fase follicolare prevalgono gli estrogeni, durante la fase luteinica prevale il progesterone

85 Il ciclo ovarico: la fase follicolare Nellutero ha inizio la mestruazione. Nellovaio, alcuni dei follicoli primitivi formati da un oocita (cell. uovo) circondato da cellule follicolari epiteliali specializzate, iniziano a svilupparsi sotto linfluenza dellFSH. Si formano i follicoli preantrali o primari in cui le cellule epiteliali proliferano formando più strati (cellule della granulosa) e lo strato più esterno formerà le cellule della teca (LH). Le cell della granulosa secernono una membrana (zona pellucida) -che isola loocita dagli altri tessuti- e formano delle estensioni citoplasmatiche che raggiungono loocita per assicurarne il nutrimento. La teca produce androgeni che diffondono verso le cell della granulosa che li convertono in estrogeni. Gli estrogeni esercitano un feedback negativo su FSH ed LH, impedendo lo sviluppo di altri follicoli nello stesso ciclo, e positivo sulle cell della granulosa che secernono altri estrogeni

86 Controllo ormonale

87 Il ciclo ovarico: la fase follicolare I follicoli che continuano a svilupparsi formano una cavità piena di fluido (antro), che, con lo sviluppo, aumenta di dimensioni: fase antrale precoce Dopo circa 7 giorni solo uno di questi follicoli completa il suo sviluppo (follicolo dominante) mentre gli altri vanno in atresia Nellutero termina la mestruazione e lendometrio inizia a crescere sotto la spinta degli estrogeni follicolari Gli estrogeni inducono anche le ghiandole mucose della cervice uterina a produrre muco chiaro e acquoso

88 Il ciclo ovarico: la fase follicolare Nel follicolo dominante lantro cresce e le cellule della granulosa formano la corona radiata e il cumulo ooforo (follicolo di Graaf) Si verifica la meiosi, loocita secondario si stacca dalla parete con la corona radiata e fluttua nellantro. Il follicolo raggiunge i 2-2,5 cm prima dellovulazione

89 Il ciclo ovarico: la fase follicolare Quando la fase follicolare si avvicina al termine, la secrezione ovarica degli estrogeni raggiunge il picco Quando la fase follicolare termina, le cell della granulosa secernono inibina e progesterone, oltre agli estrogeni che ora vanno non ad inibire, bensì a stimolare la risposta dellipofisi alle GnRH. Di conseguenza si osserva il picco di secrezione dellLH (essenziale per lovulazione). LFSH raggiunge pure il suo picco, ma più basso perché viene soppresso dallinibina e dagli estrogeni Lendometrio continua a crescere (3-4 mm) e la ghiandole cervicali secernono muco viscoso

90 Controllo ormonale

91 Funzioni delle cellule della granulosa Per molti versi, le funzioni delle cell della granulosa sono simili a quelle delle cell del Sertoli: –Provvedono al nutrimento per lo sviluppo degli oociti –Secernono sostanze paracrine che stimolano lo sviluppo del follicolo (sotto influenza di estrogeni ed FSH) –Secernono inibina per linibizione della secrezione di FSH –Secernono estrogeni che derivano dagli androgeni sintetizzati dalle cell della teca –Secernono progesterone –Secernono liquido antrale –Formano una barriera per prevenire lingresso di sostanze che potrebbero danneggiare la cellula in via di sviluppo

92 Il ciclo ovarico: lovulazione Dopo h dal picco dellLH si ha lovulazione Il follicolo maturo secerne collagenasi che degrada il collagene nel tessuto connettivo che tiene unite le cell follicolari. I prodotti della rottura del collagene determinano una risposta infiammatoria, richiamando leucociti secernenti prostaglandine allinterno del follicolo. Il follicolo si rompe, il fluido antrale trasporta luovo alla superficie dellovaio Lovulo cade nelle tube di Falloppio ed è trasportato verso lutero dove viene fecendato oppure degenera

93 Il ciclo ovarico: la fase luteale Dopo la caduta dellovulo, il picco dellLH determina la migrazione delle cell follicolari nello spazio antrale dove si mescolano a quelle della granulosa riempiendo la cavità. Entrambi i tipi di cell si trasformano in cell luteali (luteinizzazione) Le cell luteali accumulano gocce lipidiche e granuli di glicogeno nel citoplasma ed iniziano a secernere progesterone mentre la sintesi degli estrogeni diminuisce

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95 Il ciclo ovarico: la fase luteale Il corpo luteo secerne progesterone (ormone dominante in questa fase) ed estrogeni: entrambi, insieme allinibina, esercitano un feedback negativo sulla secrezione di gonadotropine Il progesterone stimola lendometrio: si formano nuovi vasi sanguigni, le ghiandole endometriali si avvolgono a spirale, nelle cell endometriali si accumulano lipidi e glicogeno che serviranno a nutrire lembrione mentre si sta formando la placenta Il progesterone induce ispessimento del muco cervicale che crea un tappo che impedisce lingresso di batteri nellutero Il progesterone ha azione termogenica: la temperatura corporea si alza di 0,3-0,5 gradi durante la fase luteale e resta elevata fino al mestruo. Questa variazione di temperatura permette di valutare se il ciclo è stato ovulatorio o anovulatorio

96 Controllo ormonale

97 Il ciclo ovarico: la fase luteale Il corpo luteo sopravvive circa 12 gg, poi, se non inizia una gravidanza, va incontro ad apoptosi e diventa inattivo (corpo albicans) La secrezione di progesterone ed estrogeni diminuisce e la secrezione di FSH ed LH aumenta Con la diminuzione del progesterone, i vasi sanguigni dellendometrio si contraggono e le cel superficiali degenerano, si desquamano e ha inizio la mestruazione Il flusso mestruale non presenta coaguli perché contiene plasmina che produce la lisi dei coaguli

98 Controllo ormonale

99 Il ciclo completo

100 Ormoni ovarici Lovaio produce tre tipi di steroidi: –estrogeni, prodotti ciclicamente dalle cell follicolari –progesterone, sintetizzato dal corpo luteo –androgeni, prodotti in piccola quantità dalla zona midollare

101 Estrogeni Derivano dallestrano: Estrone, Estriolo, !7β-estradiolo, il più attivo Il 17β-estradiolo circola in forma libera (20%) o legata ad albumina o a una proteina specifica Si lega a un recettore nucleare e avviene la dimerizzazione prima che venga stimolata lattività dei fattori di trascrizione Effetti biologici: ipertrofia e iperplasia delle cellule e delle ghiandole endometriali e aumento della secrezione cervicale; sviluppo dei dotti galattofori; sviluppo delle vie genitali e dei caratteri sessuali femminili secondari; effetti sul metabolismo proteico (stimolando lincremento dello sviluppo somatico); sono responsabili dellarresto della crescita (facilitano la saldatura della cartilagine di coniugazione); aumentano la secrezione di angiotensinogeno e di molecole vettrici di ormoni, come la TBG, sostengono la libido

102 Progesterone Deriva dal pregnano Circola legato a proteine specifiche o allalbumina Ha recettori nucleari e la dimerizzazione consente il legame allelemento di risposta ai geni bersaglio Effetti biologici: ipertrofia della mucosa uterina (per prepararla allannidamento della cellula uovo) e mantenimento della gravidanza; iperplasia ed aumento dellattività secretoria dellendometrio in caso di fecondazione; inibizione delle contrazioni miometrali; proliferazione degli alveoli ghiandolari della mammella (come gli estrogeni); effetti termogenici (aumento della temperatura corporea durante lovulazione); riduce il riassorbimento renale di Na (e quindi la ritenzione idrica) con effetto opposto a quello degli estrogeni; diminuisce la sintesi del recettore degli estrogeni e facilita la loro inattivazione

103 Androgeni ovarici Derivano dallandrostano: androstenedione che viene convertito in testosterone nel fegato e nel tessuto adiposo, e che, a sua volta, viene convertito in diidrotestosterone (più attivo) nei tessuti bersaglio (follicoli piliferi, ghiandole sebacee, genitali esterni) Nelle femmine gli androgeni sono prodotti collaterali della secrezione dellestradiolo (ovaio) e del cortisolo (surrene) pertanto non riconoscono uno specifico meccanismo ormonale di regolazione e non si può definire un meccanismo di controllo a feedback da parte dellipofisi Circola legato ad albumine, o a proteine specifiche Recettori nucleari che dimerizzano per stimolare i fattori di trascrizione

104 Controllo dellattività secernente dellovaio Le cell della teca interna forniscono androgeni alle cell della granulosa che producono estrogeni circolanti, e inibiscono la secrezione di GnRH, FSH, ed LH. Linibina delle cell della granulosa inibisce la secrezione di FSH. LLH regola le cell della teca, mentre le cell della granulosa sono regolate sia da LH sia da FSH


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