BIOLOGIA IL CORPO UMANO LEZIONE N.11 slide N. 84 APPARATO RIPRODUTTORE EMBRIOLOGIA II ITI Prof. Fabrizio CARMIGNANI fabcar@hotmail.it www.fabriziocarmignani.com IISS “Mattei” – Rosignano S. (LI) Slide N. 78

INTRODUZIONE

Negli animali esistono 2 tipologie riproduttive: la RIPRODUZIONE ASESSUATA e quella SESSUATA I) RIPRODUZIONE ASESSUATA La RIPRODUZIONE ASESSUATA avviene senza l’intervento di cellule specializzate , cioè i GAMETI la prole che si genera è geneticamente identica al genitore CLONE

Ci sono diversi tipi di riproduzione asessuata: GEMMAZIONE, SCISSIONE FRAMMENTAZIONE (con rigenerazione) LM 25 GEMMAZIONE in un IDRA (CNIDARI o CELENTERATI) SCISSIONE di un ANEMONE di MARE (CNIDARI o CELENTERATI)

La RIPRODUZIONE ASESSUATA permette agli animali che conducono vita fissa, o che vivono isolati, di moltiplicarsi anche senza trovare dei partner Questo tipo di riproduzione consente di generare rapidamente una grande quantità di nuovi individui, risparmiando il tempo e l’energia necessari per la produzione dei GAMETI

II) RIPRODUZIONE SESSUATA Produzione di prole attraverso la fecondazione, ossia la fusione di 2 cellule sessuali aploidi (n) dette GAMETI, che formano una cellula diploide (2n) chiamata zigote Grazie alla MEIOSI e alla FECONDAZIONE CASUALE, la riproduzione sessuata aumenta in modo straordinario la variabilità genetica della prole La variabilità prodotta dal rimescolamento dei geni permette una maggiore adattabilità ai cambiamenti ambientali Alcuni animali possono riprodursi sia in maniera ASESSUATA sia in maniera SESSUATA, traendo vantaggio da entrambe le modalità

MEDUSA = RIPRODUZIONE SESSUATA POLIPO = RIPRODUZIONE ASESSUATA IDROZOI MEDUSA = RIPRODUZIONE SESSUATA CNIDARI SCIFOZOI ANTOZOI POLIPO = RIPRODUZIONE ASESSUATA

In certe condizioni ambientali, la maggior parte dei ROTIFERI si riproduce ASESSUALMENTE per PARTENOGENESI: processo in cui la cellula uovo si sviluppa senza fecondazione CAPO INTESTINO OVAIA UOVA ROTIFERO mentre depone le uova LM 210

Phylum ROTIFERI (Animali Metazoi) Animali pseudocelomati e microscopici (0,1 e 0,5 mm) comuni nelle acque dolci con qualche specie marina Il nome deriva dalla corona, composta da cilia, che circondano la bocca e che, in movimento somiglia ad una ruota Essa crea una corrente che spinge le particelle alimentari in una faringe filtratrice, ma la corona può avere anche funzione locomotoria Gran parte delle forme che conducono vita libera possiedono coppie di appendici caudali per ancorarsi mentre si nutrono La bocca anteriore ha forti mandibole per la frantumazione delle pareti cellulari del fitoplancton ed è detta MASTAX Esistono rotiferi di varie forme. Presenza di una cuticola ben sviluppata che può essere rigida (specie con forma tozza) o flessibile (specie vermiformi) alcune delle quali strisciano sul substrato

in questi casi la riproduzione avviene unicamente per PARTENOGENESI Altri rotiferi sono sessili,vivono in tubi di materiale gelatinoso e possono essere coloniali. Interessante è il fatto che spesso i Rotiferi adulti sono costituiti da un numero fisso di cellule (alcune centinaia) In alcune specie i maschi sono di ridotte dimensioni ed in alcune sono scomparsi: in questi casi la riproduzione avviene unicamente per PARTENOGENESI Mentre in altre specie la riproduzione è principalmente partenogenetica ma ogni tanto vengono prodotti maschi di dimensioni ridotte, spesso neppure in grado di nutrirsi, e unicamente adibiti alla fecondazione In queste specie gli zigoti ottenuti da fecondazione costituiscono forme di resistenza nei periodi di essiccamento dei corpi idrici che abitano: essi riprendono lo sviluppo al ripristino delle condizioni adatte alla sopravvivenza

Accoppiamento tra due LOMBRICHI (phylum Anellidi) Animali ERMAFRODITI Alcuni animali presentano ERMAFRODITISMO, una condizione in cui gli organismi possiedono sia il sistema riproduttore femminile sia quello maschile Accoppiamento tra due LOMBRICHI (phylum Anellidi)

Fecondazione ESTERNA Molti INVERTEBRATI ACQUATICI e la maggior parte dei PESCI e degli ANFIBI presentano una FECONDAZIONE ESTERNA: liberano i gameti nell’acqua, dove la fecondazione ha luogo, senza che vi sia contatto fisico tra i sessi UOVA RANE (Anfibi): FECONDAZIONE ESTERNA Il maschio abbraccia la femmina per farle eliminare le uova che poi saranno fecondate dallo sperma liberato dal maschio

APPARATO RIPRODUTTORE UMANO

LA RIPRODUZIONE UMANA In entrambi i sessi sono presenti: un paio di GONADI (OVAIE nella femmina e TESTICOLI nel maschio) cioè gli organi sessuali per la produzione dei GAMETI un SISTEMA di DOTTI che ospitano e trasportano i GAMETI strutture che favoriscono l’accoppiamento

ANATOMIA dell’APPARATO RIPRODUTTORE FEMMINILE La superficie delle OVAIE presenta numerosi rigonfiamenti, i FOLLICOLI, ognuno costituito da una singola cellula uovo in fase di sviluppo, circondata da uno o più strati di cellule che la nutrono e la proteggono. I follicoli secernono ormoni: gli ESTROGENI OVIDOTTO (TUBA di FALLOPPIO) OVAIE FOLLICOLI CORPO LUTEO PARETE UTERINA UTERO ENDOMETRIO (rivestimento interno dell’utero) CERVICE (COLLO DELL’UTERO) VAGINA Visione frontale dell’APPARATO RIPRODUTTORE FEMMINILE (parte superiore)

Grazie alle ciglia che rivestono la sua superficie interna, l’OVIDOTTO, chiamato anche TUBA di FALLOPPIO, convoglia l’OOCITA verso l’UTERO dove l’embrione si impianta e si sviluppa OOCITA OVAIA LM 200 Fase di OVULAZIONE

L’apertura dell’UTERO è delimitata dalla cervice (collo dell’utero) che si protende nella vagina La VAGINA è un canale muscolare dalle pareti sottili ma robuste, attraverso il quale il neonato viene espulso al momento della nascita La vagina ha anche la funzione di accogliere il pene e gli spermatozoi durante l’accoppiamento

Visione laterale dell’APPARATO RIPRODUTTORE FEMMINILE Il sistema riproduttore femminile comprende altre strutture: le piccole labbra, le grandi labbra, il clitoride e le ghiandole di Bartolini Ovidotto Ovaia Utero VESCICA (sistema escretore) OSSO PUBICO URETRA (Sistema escretore) Tessuto erettile Glande Prepuzio CLITORIDE Piccole labbra Grandi labbra Apertura vagina ANO (sistema digerente) Ghiandola di BARTOLINI VAGINA CERVICE RETTO Visione laterale dell’APPARATO RIPRODUTTORE FEMMINILE

GHIANDOLE di BARTOLINI Dette anche GHIANDOLE VESTIBOLARI MAGGIORI (4-5 gr) poste ai 2 lati delle piccole labbra e contornate dai muscoli bulbo-cavernosi Durante l'orgasmo femminile, come nell'eiaculazione maschile, l'intervento di questi muscoli produce l'espulsione dalle ghiandole di una piccola quantità di un liquido denso, vischioso e trasparente Descritte per la prima volta nel XVII secolo dall'anatomista danese Caspar BARTHOLIN il Giovane (1655-1738). Alcune fonti erroneamente attribuiscono la scoperta al nonno, il teologo e anatomista Caspar Bartholin il Vecchio (1585-1629) Originariamente si riteneva che questo liquido fosse importante per la lubrificazione vaginale Studi recenti hanno però dimostrato che la lubrificazione è dovuta a secrezioni prodotte più a monte nella vagina (GH. VESTIBOLARI MINORI) La funzione di queste ghiandole rimane ancora oggi in via di studio Probabilmente non hanno alcuna funzione, sono solamente l' equivalente femminile ancestrale della prostata maschile

ANATOMIA dell’APPARATO RIPRODUTTORE MASCHILE Le gonadi maschili, i TESTICOLI, producono sia gli spermatozoi sia gli ormoni maschili chiamati nel loro complesso androgeni RETTO (sistema digerente) Vescicola SEMINALE Vaso deferente Dotto eiaculatore PROSTATA Ghiandola BULBOURETRALE EPIDIDIMO Testicolo Scroto VESCICA (sistema escretore) OSSO PUBICO Tessuto erettile del pene URETRA sistema escretore Glande Prepuzio PENE Visione laterale dell’APPARATO RIPRODUTTORE MASCHILE

Tessuto erettile del pene L’apparato RIPRODUTTORE maschile ha 3 tipi di ghiandole: VESCICOLE SEMINALI, PROSTATA e GHIANDOLE BULBOURETRALI producono un fluido acquoso che nutre e protegge gli spermatozoi VESCICA (sistema escretore) PROSTATA GHIANDOLA BULBOURETRALE Tessuto erettile del pene VASO DEFERENTE EPIDIDIMO TESTICOLO VESCICOLA SEMINALE (dietro la vescica) URETRA SCROTO GLANDE Visione frontale dell’APPARATO RIPRODUTTORE MASCHILE

Lo SPERMA L’insieme degli spermatozoi e delle secrezioni ghiandolari forma un liquido chiamato SPERMA emesso dall’uretra durante l’EIACULAZIONE Un uomo adulto, ad ogni eiaculazione, emette circa 2-5 ml di sperma, quantità che dipende dall'intervallo di tempo che passa tra 2 eiaculazioni e dalla produzione di testosterone Variabile è anche il numero di spermatozoi per ml di SPERMA: il numero di SPERMATOZOI varia da 20 a 200 milioni/ml

Lo SPERMA contiene molte sostanze organiche ed inorganiche che rappresentano per gli spermatozoi sia una protezione che un nutrimento, durante il loro viaggio attraverso l’apparato riproduttivo femminile L'ambiente vaginale è ostile per le cellule dello sperma, poiché è un ambiente molto acido (microflora che produce acido lattico), viscoso e ricco di cellule immunitarie I tanti componenti presenti nello SPERMA, favorevoli agli spermatozoi, cercano di compensare questo ambiente ostile affinché gli stessi possano sopravvivere per il tempo necessario al raggiungimento dell'ovulo da fecondare: a livello di OVIDOTTO La viscosità cambia rapidamente dopo l'emissione e da molto denso e cremoso, tende a fluidificarsi in tempi variabili da pochi minuti a mezz'ora

Il controllo ormonale della produzione degli SPERMATOZOI da parte dei testicoli è un meccanismo a feedback negativo Stimoli provenienti da altre aree dell’encefalo IPOTALAMO ADENOIPOFISI ORMONI di RILASCIO FEEDBACK NEGATIVO FSH LH TESTICOLO Produzione sperma Produzione androgeni L’attività dei testicoli è sotto il controllo ormonale

FORMAZIONE dei GAMETI La formazione dei gameti maschili (spermatozoi) prende il nome di SPERMATOGENESI Quella dei gameti femminili (cellule uovo) prende il nome di OOGENESI In entrambi i processi avviene la MEIOSI LA SPERMATOGENESI Nella specie umana la SPERMATOGENESI, ossia la formazione degli spermatozoi, richiede circa 65-75 giorni La formazione degli spermatozoi ha inizio da cellule diploidi che si trovano vicino alla parete esterna dei TUBULI SEMINIFERI all’interno dei testicoli

MEIOSI durante la SPERMATOGENESI Gli spermatociti primari, che sono diploidi, vanno successivamente incontro alla MEIOSI e generano spermatociti secondari, dotati di un numero aploide di cromosomi MEIOSI durante la SPERMATOGENESI SPERMATOCITA PRIMARIO Differenziamento e inizio della MEIOSI I Completamento della MEIOSI I MEIOSI II DIFFERENZIAMENTO (in profase della meiosi I) SPERMATOCITA SECONDARIO (aploide; coppia di cromatidi) SPERMATOZOI in via di sviluppo (APLOIDI) CENTRO TUBULO SEMINIFERO n 2n TESTICOLO SCROTO PENE EPIDIDIMO TUBULO SEMINIFERO CELLULA DIPLOIDE SEZIONE TRASVERSALE (aploidi; cromatidi singoli)

L’OOGENESI L’oogenesi è l’insieme dei processi che portano alla formazione di una CELLULA UOVO. Dopo la pubertà, ogni mese un oocita primario prosegue le divisioni meiotiche e forma un oocita secondario, liberato dall’ovaia durante l’OVULAZIONE CELLULA DIPLOIDE Nelle OVAIE dell’embrione 2n Differenziamento e inizio della meiosi I OOCITA PRIMARIO (in profase della meiosi I, in stato quiescente) Presente alla nascita Completamento della meiosi I e inizio della meiosi II OOCITA SECONDARIO (in metafase della meiosi II) n Fine Meiosi II (attivata dallo spermatozoo) CELLULA UOVO (APLOIDE) Secondo corpuscolo polare Primo corpuscolo polare MEIOSI durante l’OOGENESI

(all’interno del follicolo) Lo sviluppo di un FOLLICOLO OVARICO comprende diversi processi evolutivi: CORPO LUTEO COPRO LUTEO in fase degenerativa INIZIO OOCITA PRIMARIO (all’interno del follicolo) FOLLICOLI IN CRESCITA FOLLICOLO MATURO OVAIA FOLLICOLO SCOPPIATO OVULAZIONE OOCITA SECONDARIO Sviluppo di un FOLLICOLO OVARICO

FASI delle REAZIONI SESSUALI Nella specie umana le reazioni sessuali avvengono in 4 fasi: 1) fase dell’ECCITAZIONE: prepara gli organi sessuali al COITO cioè al rapporto sessuale, inducendo una serie di risposte sessuali 2) Queste risposte continuano fino a raggiungere una fase STAZIONARIA caratterizzata da un notevole aumento della frequenza della respirazione e del battito cardiaco 3) La terza fase è quella dell’ORGASMO ed è caratterizzata da contrazioni ritmiche delle strutture riproduttive, da sensazioni di piacere e dall’eiaculazione da parte del maschio 4) Nella fase di RILASSAMENTO le risposte precedenti si invertono

ciclo OVARICO e ciclo MESTRUALE Gli ormoni regolano i cambiamenti ciclici che hanno luogo nelle OVAIE e nell’UTERO Il CICLO OVARICO è l’insieme degli eventi che avvengono ogni 28 giorni circa nelle ovaie delle donne Gli ormoni sincronizzano il ciclo ovarico con una serie di eventi che avvengono a livello dell’UTERO e che costituiscono il CICLO MESTRUALE CICLO OVARICO OVAIE UTERO CICLO MESTRUALE

Gli eventi del CICLO MESTRUALE (uterino) si susseguono in sincronia con quelli del CICLO OVARICO

Per convenzione, il giorno in cui compare la mestruazione viene considerato il PRIMO GIORNO del ciclo La MESTRUAZIONE, cioè la perdita di sangue dall’utero, normalmente dura 3-5 giorni Durante la mestruazione l’ENDOMETRIO, ossia il rivestimento interno dell’utero, si sfalda e viene espulso Dopo la mestruazione l’endometrio si rigenera e continua a ispessirsi per tutto il tempo dell’ovulazione, raggiungendo il suo massimo spessore tra il 20° e il 25° giorno

ORMONI del ciclo OVARICO e MESTRUALE Tabella 25.5

CONTROLLO del CICLO MESTRUALE Il CICLO MESTRUALE è direttamente controllato solo dagli estrogeni e dal progesterone Il ciclo ovarico e il ciclo mestruale si interrompono nel caso in cui abbiano luogo la fecondazione e la gravidanza Nella prima fase della gravidanza, l’embrione in via di sviluppo secerne l’ormone HCG (gonadotropina corionica) che mantiene attivo il CORPO LUTEO che, quindi, continua a produrre gli ormoni (estrogeni e progesterone) che evitano lo sfaldamento dell’endometrio I TEST rapidi di GRAVIDANZA si basano sulla ricerca nell’urina dell’ HCG

EVENTI ORMONALI PRE-OVULATORI Circa ogni 28 giorni, l’ormone ipotalamico di rilascio stimola la produzione di FSH e di LH da parte del lobo anteriore dell’ipofisi detta anche ADENOIPOFISI Gli ormoni FSH e LH stimolano la crescita del follicolo ooforo A mano a mano che cresce, il FOLLICOLO secerne sempre più ESTROGENI, i cui livelli crescenti esercitano un controllo a feedback negativo sull’ipofisi (coma abbiamo già visto)

OVULAZIONE Durante l’OVULAZIONE i livelli ormonali di estrogeni raggiungono il valore massimo e questo esercita un controllo a feed-back positivo sull’ipotalamo che induce l’ipofisi a produrre immediatamente grandi quantità di FSH e LH

EVENTI ORMONALI POST-OVULATORI Dopo l’ovulazione, dal follicolo scoppiato si sviluppa il CORPO LUTEO: l’ormone LH favorisce la secrezione di PROGESTERONE e di ESTROGENI da parte del COPRO LUTEO che esercitano un controllo a feedback negativo sull’ipotalamo e sull’ipofisi, determinando la caduta dei livelli di FSH e di LH Quando le concentrazioni di questi ormoni diminuiscono nel sangue, l’ipotalamo può di nuovo stimolare la secrezione di FSH e LH da parte dell’ipofisi, dando inizio a un nuovo ciclo

Le MALATTIE a TRASMISSIONE SESSUALE Sono dette anche VENEREE, da Venere (Dea Greca dell’amore) e sono determinate da vari germi di natura batterica, virale, fungina e protozoaria (sono una ventina) Queste malattie si contraggono tramite i rapporti sessuali ed alcune (es. AIDS e herpes genitale) sono difficilmente curabili; altre possono essere curate, soprattutto se diagnosticate precocemente

Malattie a trasmissione sessuale più diffuse

La contraccezione è la prevenzione di una gravidanza non desiderata La contraccezione è la prevenzione di una gravidanza non desiderata Efficacia di alcuni metodi CONTRACCETTIVI

Alcuni DISPOSITIVI ANTICONCEZIONALI

EMBRIOLOGIA

Lo ZIGOTE La fecondazione produce uno ZIGOTE e dà il via allo sviluppo embrionale Lo sviluppo embrionale ha inizio con la fecondazione, cioè con l’unione tra uno spermatozoo e un oocita, che dà origine a una cellula diploide chiamata ZIGOTE

CARATTERISTICHE degli SPERMATOZOI OOCITA umano circondato da Soltanto uno spermatozoo penetra nell’oocita e lo feconda mentre tutti gli altri sono destinati a morire OOCITA umano circondato da spermatozoi

Struttura di uno SPERMATOZOO umano Durante la fecondazione, l’ACROSOMA (sacca situata all’estremità anteriore dello spermatozoo) libera enzimi litici che digeriscono lo strato gelatinoso che riveste l’oocita MEMBRANA PLASMATICA SEGMENTO INTERMEDIO TESTA COLLO MITOCONDRIO (a forma di spirale) NUCLEO ACROSOMA CODA Struttura di uno SPERMATOZOO umano

La FECONDAZIONE Quando lo spermatozoo raggiunge lo strato vitellino (strato intermedio che riveste l’oocita) si stabilisce un legame tra le proteine poste sulla superficie dello spermatozoo e i recettori proteici Dopo che lo spermatozoo ha attraversato lo strato vitellino, la sua membrana plasmatica si fonde con quella dell’oocita e la fusione delle membrane consente l’entrata del nucleo dello spermatozoo nella cellula uovo Dopo che è avvenuta la fusione, l’intera membrana dell’oocita diventa impenetrabile per gli altri spermatozoi. La cellula uovo fecondata va incontro a una notevole attività metabolica ed i nuclei dello spermatozoo e dell’oocita si fondono producendo il nucleo diploide dello ZIGOTE

La fecondazione nel RICCIO di MARE SPERMATOZOO SPERMATOZOO si avvicina all’oocita 1 Enzimi ACROSOMA digeriscono il rivestimento gelatinoso 2 Proteine presenti sulla testa dello spermatozoo si legano con i recettori dell’oocita 3 Si fondono le membrane plasmatiche dello spermatozoo e oocita 4 NUCLEO Il nucleo dello spermatozoo entra nel citoplasma dell’oocita 5 ACROSOMA MEMBRANA PLASMATICA Enzimi acrosoma Si forma la membrana di fecondazione 6 Recettori proteici Membrana plasmatica CITOPLASMA Nucleo spermatozoo Strato vitellino Nucleo cellula uovo Rivestimento gelatinoso NUCLEO dello ZIGOTE nuclei SPERMATOZOO e CELLULA UOVO si fondono 7 CELLULA UOVO

L0 SVILUPPO EMBRIONALE SEGMENTAZIONE GASTRULAZIONE DIFFERENZIAZIONE Lo ZIGOTE va incontro a divisioni successive (MITOSI) che portano a raddoppiamenti di cellule e rapidamente si determina un EMBRIONE costituito da un certo numero di cellule. Gli stadi principali dello sviluppo embrionale sono: SEGMENTAZIONE GASTRULAZIONE DIFFERENZIAZIONE INDUZIONE

questa sferula cava prende il nome di BLASTULA 1) SEGMENTAZIONE Nel corso della SEGMENTAZIONE lo zigote si trasforma in una sfera di cellule La SEGMENTAZIONE è una rapida successione di divisioni cellulari che, a partire dallo zigote, porta alla formazione di una massa sferica di cellule, cioè di un embrione pluricellulare Al termine della segmentazione, l’embrione risulta formato da uno o più strati di cellule al cui interno si trova un’ampia cavità: questa sferula cava prende il nome di BLASTULA

Il processo di segmentazione nel RICCO di MARE ZIGOTE 2 cellule 4 cellule 8 cellule Molte cellule (sfera piena) BLASTULA (sfera cava) Sezione della blastula BLASTOCELE

La GASTRULAZIONE produce un embrione formato da 3 strati di cellule La GASTRULAZIONE produce un embrione formato da 3 strati di cellule La GASTRULAZIONE, la seconda delle fasi principali dello sviluppo embrionale, comporta un aumento numerico delle cellule embrionali e le organizza in 3 strati distinti. La struttura embrionale che si ottiene si chiama GASTRULA I 3 strati che si formano nel corso della gastrulazione sono i tessuti (foglietti) embrionali: ECTODERMA ENDODERMA MESODERMA

La GASTRULAZIONE di un embrione di RANA Polo animale BLASTOCELE vegetativo BLASTULA 1 Gastrulazione BLASTOPORO Formazione 2 ARCHENTERON Migrazione delle cellule, origina i FOGLIETTI EMBRIONALI 3 Residuo blastocele ARCHENTERON Ectoderma Mesoderma Endoderma TAPPO VITELLINO Tappo vitellino GASTRULA GASTRULAZIONE giunge al termine 4

Gli organi incominciano a formarsi dopo la GASTRULAZIONE 3) DIFFERENZIAZIONE Gli organi incominciano a formarsi dopo la GASTRULAZIONE Una volta che i 3 foglietti si sono formati, le cellule di ogni foglietto iniziano a differenziarsi in tessuti e organi embrionali PIEGA NEURALE PLACCA NOTOCORDA Ectoderma Mesoderma Endoderma ARCHENTERON PIEGHE NEURALI 15 Inizio dello sviluppo embrionale nella RANA

Una struttura chiamata PLACCA NEURALE forma il TUBO NEURALE: PIEGA NEURALE PLACCA NEURALE Strato ECTODERMICO esterno TUBO NEURALE Una struttura chiamata PLACCA NEURALE forma il TUBO NEURALE: questo darà origine poi all’ENCEFALO e al MIDOLLO SPINALE Formazione del TUBO NEURALE

Dopo che si è formato il TUBO NEURALE, si formano: SOMITI e CELOMA Dopo che si è formato il TUBO NEURALE, si formano: SOMITI: blocchi di mesoderma che danno origine a strutture segmentate CELOMA: la cavità del corpo TUBO NEURALE NOTOCORDA SOMITE CELOMA ARCHENTERON (cavità digerente) Abbozzo caudale Embrione dove sono completati: il TUBO NEURALE i SOMITI il CELOMA SOMITI OCCHIO SEM 15X´

Durante uno stadio dello sviluppo di una RANA si forma un girino che darà origine a un individuo adulto. GIRINO

Organi e tessuti che derivano dai 3 foglietti embrionali Principali organi e tessuti che, nella rana e negli altri vertebrati, si originano da ciascuno dei 3 foglietti embrionali: Organi e tessuti che derivano dai 3 foglietti embrionali

Lo sviluppo avviene in seguito a cambiamenti nella forma delle cellule, a migrazioni cellulari e alla morte programmata di determinate cellule (APOPTOSI) Durante la formazione del tubo neurale, l’ECTODERMA si ripiega verso l’interno perché in quel punto le cellule prima si allungano e poi assumono una forma a cuneo. ECTODERMA Cambiamento della forma delle cellule durante lo sviluppo del tubo neurale

Un processo determinante per lo sviluppo embrionale è la morte cellulare programmata o APOPTOSI, cioè il suicidio di alcune cellule secondo una scansione temporale predeterminata. CELLULA SUICIDA La cellula morta viene fagocitata e digerita da una cellula adiacente Il processo della morte cellulare programmata

4) INDUZIONE Gli organi embrionali si formano grazie a precisi processi di INDUZIONE Il meccanismo grazie al quale un gruppo di cellule influenza lo sviluppo di un gruppo di cellule adiacenti è chiamato INDUZIONE Questo processo avviene grazie all’emissione di specifici segnali chimici detti fattori di induzione

Processo di INDUZIONE durante lo sviluppo dell’occhio umano FUTURO ENCEFALO Ectoderma del cristallino CRISTALLINO CORNEA CALICE OTTICO VESCICOLA OTTICA PEDUNCOLO OTTICO 1 2 3 4 Futura RETINA

Il corpo si differenzia in base a un determinato modello strutturale Il corpo si differenzia in base a un determinato modello strutturale La formazione delle parti principali del corpo di un animale dipende dalla definizione del modello strutturale, grazie al quale organi e tessuti specializzati prendono forma, ciascuno al posto giusto.

Sviluppo normale di un’ala I principali geni di controllo rispondono a segnali chimici che indicano a ciascuna cellula la sua posizione relativa rispetto alle altre cellule dell’embrione ANTERIORE EMBRIONE di UCCELLO VENTRALE Abbozzo dell’arto DISTALE PROSSIMALE POSTERIORE DORSALE Abbozzo dell’arto si sviluppa ALA NORMALE Sviluppo normale di un’ala

Formazione di una doppia ala Alcuni esperimenti hanno dimostrato che negli arti dei vertebrati esistono delle aree le cui cellule forniscono ad altre cellule informazioni posizionali attraverso la produzione di segnali chimici Impianto di cellule provenienti dalla zona di definizione del modello strutturale L’abbozzo dell’arto del ricevente si sviluppa Abbozzo dell’arto di un donatore IMPIANTO Abbozzo dell’arto del ricevente Zona di definizione del modello strutturale situata nell’organismo ricevente ALA DOPPIA CELLULE del DONATORE Formazione di una doppia ala

EMBRIOLOGIA UMANA

Lo SVILUPPO UMANO L’embrione e la placenta si formano durante il primo mese di gravidanza La gravidanza, o gestazione, consiste nello sviluppo di un nuovo individuo all’interno del sistema riproduttore femminile La gravidanza ha inizio con il concepimento, cioè con la fecondazione dell’oocita da parte di uno spermatozoo, e prosegue fino alla nascita

PANORAMICA sugli EVENTI dello SVILUPPO UMANO Lo sviluppo embrionale umano inizia con la FECONDAZIONE che avviene nell’OVIDOTTO INIZIO SEGMENTAZIONE FECONDAZIONE CELLULA UOVO OVIDOTTO (Tuba di Falloppio) OOCITA SECONDARIO OVULAZIONE OVAIA BLASTOCISTI (impiantata) ENDOMETRIO UTERO Percorso dell’OOCITA dall’ovulazione all’impianto

a 6 giorni dal concepimento In seguito alla segmentazione l’embrione diventa una sfera cava chiamata BLASTOCISTI con uno strato esterno di cellule chiamato TROFOBLASTO ENDOMETRIO Massa cellulare interna CAVITÀ TROFOBLASTO Stadio di BLASTOCISTI a 6 giorni dal concepimento

Impianto della BLASTOCISTI nell’utero a 7 giorni dal concepimento Il trofoblasto secerne enzimi che permettono l’impianto della BLASTOCISTI nell’endometrio, lo strato cellulare che riveste internamente la cavità uterina ENDOMETRIO FUTURO EMBRIONE Futuro SACCO VITELLINO Vaso sanguigno (materno) Cellule trofoblasto in divisione TROFOBLASTO CAVITÀ UTERINA Impianto della BLASTOCISTI nell’utero a 7 giorni dal concepimento

Si sviluppano 4 strutture con funzioni di supporto, definite membrane extraembrionali, alle quali è attaccato l’embrione: AMNIOS, SACCO VITELLINO, CORION e ALLANTOIDE CAVITÀ AMNIOTICA AMNIOS CELLULE MESODERMA CORION SACCO VITELLINO ALLANTOIDE SACCO VITELLINO VILLI CORIALI Embrione: Ectoderma Mesoderma Endoderma 9 giorni dal concepimento 16 giorni dal concepimento Iniziano a formarsi i FOGLIETTI EMBRIONALI e le membrane extraembrionali Embrione costituito da 3 foglietti embrionali e da 4 membrane extraembrionali

31 giorni dal concepimento Il ruolo delle MEMBRANE Circa un mese dopo il concepimento le membrane extraembrionali sono completamente formate VASI SANGUIGNI MATERNI ALLANTOIDE SACCO VITELLINO PLACENTA CAVITÀ AMNIOTICA AMNIOS EMBRIONE CORION VILLI CORIALI La PLACENTA è completamente formata 31 giorni dal concepimento

L’ALLANTOIDE forma parte del cordone ombelicale L’embrione si trova nella cavità amniotica, piena di liquido, circondato dall’AMNIOS Il CORION, insieme a una porzione del mesoderma, costituisce il componente embrionale della placenta L’ALLANTOIDE forma parte del cordone ombelicale

Il ruolo della PLACENTA I VILLI CORIALI sono attraversati da vasi sanguigni embrionali che si sono formati dal mesoderma L’ossigeno e le sostanze nutritive passano dal circolo materno ai vasi sanguigni fetali che attraversano i villi

Nella specie umana lo sviluppo dal concepimento alla nascita viene suddiviso in 3 trimestri Per ragioni di praticità, la gravidanza (il periodo che intercorre tra il concepimento e la nascita) viene suddivisa in 3 trimestri (40 settimane)

Durante il primo trimestre avvengono i cambiamenti più radicali. Embrione a 5 settimane

Un embrione umano di circa 9 settimane prende il nome di FETO FETO a 9 settimane

I principali mutamenti che avvengono durante il II trimestre consistono in un aumento delle dimensioni e in un perfezionamento generale dei tratti umani FETO a 14 settimane

Alla ventesima settimana il FETO è lungo circa 19 cm e pesa circa 500 g FETO a 20 settimane

Il III trimestre (periodo cha va dalla ventiquattresima settimana fino alla nascita) è contraddistinto da una rapida crescita. Un bambino appena dopo la nascita

IL PARTO È INDOTTO DA ORMONI E AVVIENE IN 3 FASI IL PARTO È INDOTTO DA ORMONI E AVVIENE IN 3 FASI La nascita del bambino avviene in seguito a una serie di contrazioni forti e ritmiche dell’utero, che costituisce il TRAVAGLIO L’induzione del travaglio dipende da alcuni ormoni

Ormoni che inducono il TRAVAGLIO Gli ESTROGENI rendono l’utero più sensibile all’azione di un altro ormone, l’OSSITOCINA, che (insieme alle PROSTAGLANDINE) provoca le contrazioni Ormoni che inducono il TRAVAGLIO ESTROGENI OSSITOCINA dal feto e dall’ipofisi dalle OVAIE Stimolano i recettori uterini per l’OSSITOCINA Stimola le contrazioni dell’UTERO FEEDBACK POSITIVO Stimola la PLACENTA a produrre PROSTAGLANDINE Fanno aumentare le contrazioni uterine

Il TRAVAGLIO avviene in 3 stadi: PLACENTA Il TRAVAGLIO avviene in 3 stadi: DILATAZIONE STADIO ESPULSIVO SECONDAMENTO CORDONE OMBELICALE UTERO CERVICE Fase DILATAZIONE della cervice 1 Fase ESPULSIONE del bambino (parto) 2 UTERO PLACENTA CORDONE OMBELICALE 3 Fase del SECONDAMENTO: fuoriesce la placenta 3

COLLEGAMENTI La tecnologia della FECONDAZIONE ASSISTITA aumenta la possibilità di procreare Le tecniche di procreazione assistita possono risolvere un certo numero di problemi che causano la sterilità Il microago con lo spermatozoo sta per penetrare nell’oocita Un biologo esegue la fecondazione in vitro

FINE della lezione N. 12 Apparato RIPRODUTTORE e EMBRIOLOGIA Grazie per l’attenzione! E ricordatevi: …Considerate la vostra semenza fatti non foste a viver come bruti ma per seguir virtute e canoscenza DANTE ALIGHIERI (Divina Commedia, INFERNO, canto XXVI , 118-120) Prof. Fabrizio CARMIGNANI fabcar@hotmail.it www.fabriziocarmignani.com IISS “Mattei” – Rosignano S. (LI)