Fecondazione

05/11/2010
Dipartimento di Scienze Ginecologiche,
Ostetriche e della Riproduzione
FECONDAZIONE
E IMPIANTO
Prof. Nicola Colacurci
FECONDAZIONE
Insieme dei fenomeni attinenti al
riconoscimento e
all’unione dei due gameti e all’ottenimento
dell’embrione
• Formazione di g
gameti maturi (spermatozoo
( p
e ovocita))
• Presenza contemporanea nel sito di fecondazione
• Riconoscimento dei due gameti
• Fusione dei due gameti
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SPERMATOGENESI
Insieme dei fenomeni che trasformano la cellula gametica
primitiva (spermatogonio di tipo A) in cellula gametica
matura (spermatozoo)
Si distinguono
di ti
tre
t fasi:
f i
1. moltiplicazione degli
spermatogoni
2. meiosi (n dei
cromosomi passa da 46
a 23)
3. spermiogenesi
La spermatogenesi è controllata dall’FSH e dal testosterone.
FSH si lega a recettori espressi sulle cellule del Sertoli e stimola
la produzione di ABP (Androgen Binding Protein)
LH si lega a recettori espressi sulle cellule di Leydig e stimola la
produzione di testosterone (T)
T si lega ABP e nel tubulo seminifero stimola la maturazione degli
spermatidi e degli spermatozoi
SPERMATOGENESI
Gli Spermatogoni di tipo A si
moltiplicano per mitosi e formano lo
Spermatogonio di tipo B.
Ci
Ciascun
Spermatogonio
S
t
i di tipo
ti
B dà
origine a 2 Spermatociti primari.
Nello Spermatocita primario inizia la
meiosi che dimezza il num dei
cromosomi da 46 a 23 e porta alla
formazione di due Spermatociti
secondari (I div. Meiotica)
Dallo Spermatocita secondario si
formano 2 Spermatidi (II
Div.meiotica)
Lo Spermatide evolve in
Spermatozoo (SPERMIOGENESI).
Il ciclo spermatogenico è di 74
giorni.
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SPERMATOZOO
Lo spermatozoo è la cellula sessuale maschile, ha una forma
allungata in cui si distingue una testa voluminosa, un collo ed una
coda.
TESTA
CODA
COLLO
Nel liquido seminale (o sperma) che lo contiene, ricco di sostanze
nutritive lo spermatozoo può vivere all
nutritive,
all’interno
interno del canale cervicale
circa 5 giorni mentre la loro capacità di fecondare dura un tempo più
breve ( 24 – 48 ore).
Nel periodo di piena maturità sessuale, un uomo può produrre fino a
100.000 spermatozoi ogni mm3 di sperma
La loro produzione è continua.
SPERMATOZOO
TESTA
 NUCLEO vi sono condensati i cromosomi
ACROSOMA organello che avvolge come un cappuccio la parte ant del
nucleo. contiene gli enzimi proteolitici,particol. Ialuronidasi e acrosina
TRATTO INTERMEDIO: contiene numerosi mitocondri disposti ad elica
attorno ad una struttura centrale costituita da:
 CENTRIOLO,di enorme importanza in quanto dopo la fecondazione
provvede ad organizzare i microtubuli del fuso mitotico
 CAPITULUM,placca fibrosa da cui dipartono le fibre che costituiscono
la struttura portante centrale del tratto intermedio stesso e del
flagello,detta assonemma
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SPERMATOZOO
CODA o FLAGELLO
formata da una guaina fibrosa a fibre circolari
che circonda esternamente l’assonemma.
questo comprende 9 coppie di microtubuli che
circondano 2 microtubuli centrali.essi
consentono la flessione lat. E quindi i movimenti
l t li d
laterali
della
ll coda
d che
h assicurano
i
l’l’avanzamento
t
progressivo dello spz.
MODIFICAZIONI SPZ preieiaculazione
Gli spermatozoi
prodotti nei tubuli seminiferi del
testicolo, migrano nell’epididimo dove vanno incontro a :
 MATURAZIONE: acquistano la capacità di muoversi
 ACQUISIZIONE:
ACQUISIZIONE di origine
i i v.seminali
i li e prostata
t t

SPERM COAT: funzione immunomascherante
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OVOGENESI
Vita embrionale
Oogonio

Oogonio (46 cr)

Ovocita primario (46 cr)
Pubertà
Durante il ciclo
ovarico
ovocita primario
arresto divisione
Ripresa meiosi
Espulsione I glob.polare
Ovocita secondario (23 cr)
MITOSI
PROFASE
Leptotene
Zigotene
Pachitene
Diplotene
Diacinesi
Arresto divisione
Diplotene
MEIOSI I
MEIOSI II
Scoppio del follicolo
STADI MATURAZIONE OVOCITARIA
PROFASE 1
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STADI MATURAZIONE OVOCITARIA
METAFASE 1
UOMO
DONNA
EIACULAZIONE
CICLO OVARICO
PROGRESSIONE NEI
GENITALI FEMMINILI
CAPACITAZIONE
OVULAZIONE
PASSAGGIO NELLA TUBA UTERINA
PORZIONE AMPOLLARE DELLA TUBA
REAZIONE ACROSOMALE E PENETRAZIONE
FECONDAZIONE
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• La quantità di sperma emesso in una eiaculazione è di
circa 3 ml ed in esso si trovano da 200 a 300 milioni di
spermatozoi.
• Degli spermatozoi deposti in vagina la maggior parte
degenera e viene eliminata attraverso un intenso processo di
fagocitosi ad opera dei leucociti, per cui solo un numero
esiguo (300-500) raggiunge la tuba
Percorso degli spermatozoi
Il processo di migrazione inizia all’interno dell’ app.genitale
maschile.
Dal lume dei tubuli seminiferi, dove sono liberati al termine del
processo spermatogenico,
p
p
g
, migrano
g
nei dotti efferenti,, da qui
q
vengono spinti nell’epididimo e raggiungono poi la coda dell’
epididimo dove acquisiscono la capacità di movimento rettilineo.
La capacità di movimento è dovuta all’attività della coda o flagello
Al momento dell’eiaculazione , immersi nel liquido seminale,
vengono rilasciati in vagina (fornice vaginale posteriore), attraverso
la cervice uterina (muco cervicale), la cavità uterina,e raggiungono la
porzione ampollare della tuba
Dei 200-300 milioni di spermatozoi
rilasciati in vagina, solo 200 circa
giungono in prossimità dell’ovocita.
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CAPACITAZIONE DELLO SPZ
Avviene nel passaggio attraverso il muco cervicale e
consiste in alterazioni della membrana plasmatica
(attivazione degli enzimi
acrosomiali e dell’adenil-ciclasi) che li rende capaci di
subire la reazione acrosomiale e di essere quindi in
grado di attraversare gli involucri dell’ovocita
Acquisisce anche la capacità di avvertire stimoli
chemiotattici provenienti dall’ovocita
La fecondazione avviene nella porzione ampollare della tuba
uterina, dove l’ovocita secondario arriva, circondato dalla
membrana pellucida, sospinto dal movimento ciliare
dell’epitelio tubarico e dalle contrazioni della muscolatura
tubarica.
• L’ovocita secondario è allo
stadio di metafase della
seconda divisione meiotica,
processo che si completa solo
se avviene la fecondazione
• Si ritiene
iti
che
h l’ovocita
l’
it
mantenga la capacità di
essere fecondato per circa
12-24 ore, dopo di che va
incontro a fenomeni
degenerativi
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INTERAZIONE SPZ-OVOCITA
Superamento del complesso cumulo-corona
cumulo corona
Superamento della z. pellucida
Fusione dei gameti
Fusione dei pronuclei
Clivaggio dell’embrione
REAZIONE ACROSOMIALE
Fusione della membrana plasmatica dell’ovocita con la membrana
acrosomiale esterna dello spermatozoo e conseguente lisi con
fuoriuscita del contenuto enzimatico (ialuronidasi, fosfatasi acida,
collagenasi,etc.)
g
,
) della vescicola acrosomale che digerisce
g
la matrice
che tiene unite le cellule della zona pellucida
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PENETRAZIONE
Superata la zona pellucida lo spermatozoo si viene a trovare nello
spazio perivitellino, ove entra in rapporto con la membrana plasmatica
dell’ovocita; le membrane dei due gameti cominciano a fondersi
(fusione dei gameti) e lo spermatozoo entra nell’ovocita.
MODIFICAZIONI OVOCITARIE
- Blocco
Bl
d ll polispermia
della
li
i
- Completamento meiosi: sblocco
dallo stato di metafase e prosieguo
della seconda divisione meiotica con
formazione di un uovo maturo ed
espulsione del II globulo polare.
ZIGOTE
Giunto nell’ooplasma, i componenti strutturali dello spermatozoo
vanno incontro a degenerazione, la membrana nucleare si rompe
ed il materiale in essa contenuto va a costituire il pronucleo
maschile
Contemporaneo sviluppo pronucleo femminile
I due pronuclei dopo aver duplicato il loro DNA vanno incontro alla
profase della prima divisione di segmentazione. Scomparsi i
nucleoli e l’involucro nucleare i due gruppi di cromosomi si
dispongono (anfimixi) all’equatore in un unico fuso mitotico.
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A : ovocita in metafase
D : avviene la duplicazione del DNA
B : lo spermatozoo
p
è entrato
e sono evidenziati i cromosomi
nell’ovocita che ha completato E : i cromosomi materni e paterni si
la seconda divisione meiotica
dispongono insieme (anfimixi)
C : si formano il pronucleo
sul piano equatoriale del primo
femminile e quello maschile
fuso di segmentazione
Prima divisione cellulare
Embrione a due cellule
EMBRIONE ALLO
STADIO DI DUE
BLASTOMERI
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PRIMA SETTIMANA DI SVILUPPO
- Segmentazione
- Migrazione attraverso le tube fino alla cavità
uterina
- Impianto dell’uovo fecondato
SEGMENTAZIONE
Consiste nella successione di divisioni mitotiche che
portano alla formazione di cellule sempre più piccole,
dette blastomeri ((cellule totipotenti).
p
)
Il clivaggio dell’embrione è un fenomeno piuttosto lento
,richiedendo 16-24 h. per ogni duplicazione cell.
Il primo clivaggio avviene16-18 h . Dopo la fecondazione
L’embrione raggiunge
lo stadio di morula
(12–36 blastomeri)
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Morula
All’interno
All
interno della morula a si forma
una cavità, il blastocele, ripiena di
liquido: l’embrione assume un
aspetto cistico e prende il nome di
blastocisti
Blastocisti
Blastocele
Blastocisti
sfera cava la cui parete è formata da un unico
strato di blastomeri appiattiti, il trofoblasto, nella quale sono
raggruppati ad una estremità (polo embrionale) i blastomeri più
interni a costituire il nodo embrionale.
La blastocisti permane libera
nella cavità uterina a
contatto con le sue
secrezioni per circa 72 ore
quindi si libera della zona
pellucida per dare inizio
all’impianto
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MIGRAZIONE E IMPIANTO
Impianto
Processo attraverso il quale la blastocisti inizia a
penetrare nello strato deciduale dell'utero
il 18°- 19° giorno del ciclo
3-7
giorni
dopo
l’ovulazione
5–9 dopo la fecondazione
lungo la linea mediana dell’utero sulla parete posteriore in
un punto equidistante tra gli osti tubarico-uterini e l’orifizio
uterino interno
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05/11/2010
Periodo finestra
LH +
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
E’ una fase materna di recettività
endometriale all’impianto
La "finestra" è di circa 4 giorni nella donna, nei giorni 20-24
del ciclo, o 7-11 giorni dopo il picco del LH
Fasi dell’impianto
Apposizione
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Adesione
Invasione
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Impianto
apposizione
la blastocisti inizia ad avvicinarsi
alla decidua orientando il polo
embrionario in corrispondenza
dell’ endometrio
secrezione di hCG
Impianto
adesione
la blastocisti nel suo strato
esterno forma dei microvilli che
aderiscono alla decidua in cui si
sono
verificati
cambiamenti
vascolari
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Impianto
invasione
l’embrione penetra attraverso
l’epitelio uterino superficiale fino
a raggiungere la membrana
epiteliale basale, lo stroma ed i
vasi materni che vengono erosi
Fasi dell’impianto
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All’ annidamento seguiranno
:
 differenziazione del trofoblasto
formazione del disco embrionale (ipoblasto ed epiblasto)
 formazione del corion e dell’amnios
formazione dei villi placentari
 placentazione
zigote
morula
blastula
gastrula
embrione
3°-4° giorno
5°-6° giorno
13°°-14°
13
14° giorno
3° mese
concepimento
EMBRIOGENESI
Quando al settimo giorno della fecondazione la blastocisti
aderisce alla mucosa uterina, i fenomeni di diversificazione delle
parti sia a carico del trofoblasto che della massa cellulare
uterina diventano molteplici
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Appena avvenuto l'impianto si nota una modificazione a livello del
nodo embrionale: le cellule più profonde che guardano il blastocele
si differenziano diventando cubico basse e dando luogo a uno strato
a carattere epiteliale; entoderma o ipoblasto, il primo
foglietto germinativo dell'embrione
All inizio della seconda settimana le cellule situate fra il
All'inizio
citotrofoblasto polare e l'entoderma subiscono un riarrangiamento
nei loro rapporti e si dispongono a formare uno strato di cellule
cilindriche giustapposto alle cellule piatte dell'ipoblasto; secondo
foglietto germinativo, epiblasto, che è la matrice comune
per l'ectoderma e il mesoderma
Ectoderma : sistema nervoso centrale e periferico,
epitelio sensoriale di orecchie, naso ed occhi, pelle,
capelli,
unghie,ghandola
pituitaria,
mammaria,
sebacea e smolto denti
Mesoderma : somiti (che daranno origine al tessuto
muscolare, cartilagine ed osso , sottocute, sistema
vascolare, apparto riproduttivo ed urinario eccetto la
vescica, milza e surrene
Entoderma : epitelio
respiratorio, e vescica
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dell’apparato
digerente,
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fra le cellule dell'epiblasto e dell'enteroderma troviamo una
strettissima adesione la futura membrana cloacale di forma ovulare in
cui si svilupperà l’apparato genitale
Gonadi
il sesso è determinato geneticamente al momento della fecondazione, le
gonadi acquistano le loro caratteristiche morfologiche maschili o
femminili alla settima settimana di sviluppo
appaiono sottoforma di un paio di rilievi longitudinali
le creste genitali o gonatiche formate per proliferazione dell’epitelio
dell epitelio
celomatico e condensazione del mesenchima sottostante
assenza di cellule germinali fino alla 7°sett
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Gonade indifferente
poco prima e durante l’arrivo delle cellule germinali l’epitelio celomatico
prolifera e penetra nel mesenchima sottostante. Si formano i cordoni
sessuali primitivi che restano connessi all’epitelio superficiale
In questo stadio la gonade è identica nel maschio e nella femmina
Le cellule germinali primordiali sono situate nella parete del sacco
vitellino in prossimità dell’ inserzione dell’ allantoide
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Embrione geneticamente femminile
 I cordoni sessuali si spezzettano in aggregati cellulari irregolari, che
contengono le cellule germinali e sono siti nella regione midollare della
gonade
L’epitelio superficiale della gonade continua a proliferare e da origine ad una
seconda generazione di cordoni sessuali : i cordoni corticali, che
penetrano nel mesenchima sottostante e si segmentano in gruppi isolati di
cellule ognuno dei quali contiene una o più cellule germinali primordiali, in
cui si differenzieranno gli ovogoni. Dall’epitelio superficiale si formeranno le
cellule follicolari
Dotti genitali
Gli embrioni di entrambi i sessi hanno inizialmente due paia di dotti
genitali:
i dotti mesonefridici o di Wolff
i dotti paramesonefridici o di Muller
Sino all’ 8° sett i due sistemi duttali rimangono uguali, successivamente con l’
inizio della differenziazione sessuale , una dei due sistemi comincerà a subire
fenomeni di involuzione
uomo
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donna
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Differenziazione dei dotti
lo sviluppo dei dotti genitali e dei genitali esterni avviene sotto
l’influenza degli ormoni che circolano nel feto durante la vita
intrauterina
uomo
i testicoli fetali producono una sostanza, non steroidea, nota
come fattore antimulleriano (AMH) o sostanza induttrice, che
stimola la differenziazione e l’accrescimento dei dotti del Wolff e
inibisce lo sviluppo dei dotti di Muller
Inoltre i testicoli producono androgeni che stimolano
 la crescita del pene
 la formazione dell’uretra del pene
 la fusione delle tasche scrotali
 lo sviluppo delle vescicole prostatiche e seminali
Differenziazione dei dotti
i dotti di Wolff subiscono un’involuzione quasi completa e si riscontrano
solo alcuni residui:
 la porzione superiore dà origine al corpo di Rosenmmuller o epooforo
 la porzione inferiore dà origine al paraovario o parooforo
I dotti del Muller
medialmente ai
Wolff e da essi
condotti
dell’apparato
femminile
decorrono
dotti del
derivano i
principali
genitale
Viene diviso in tre porzioni:
 una craniale, verticale che si apre nella cavità celomatica
 una orizzontale che incrocia il dotto di wolff
 una caudale, verticale che si fonde col segmento
controlaterale
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corrispondente
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Differenziazione dei dotti
I primi due segmenti formano la tuba
Le parti caudali fuse formano il canale uterino che evolverà in corpo e
cervice
I dotti fusi sono circondati da mesenchima che costituirà il rivestimento
muscolare dell’utero il miometrio e il suo peritoneo, il perimetrio
Dopo
p la fusione dei dotti di Muller sulla linea mediana si forma una piega
p g in
senso trasversale: il legamento largo dell’utero
L’ utero e il legamento largo dividono la cavità pelvica in sacca uterorettale e
sacca uterovescicale
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05/11/2010
SEZIONE LONGITUDINALE DEGLI
ORGANI PELVICI FEMMINILI
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05/11/2010
Malformazioni uterine
La mancata fusione totale o parziale dei dotti del Muller è all’origine di alcune
malformazioni uterine
Vagina
Un tempo si riteneva che dalla fusione dei dotti di muller derivasse anche la
vagina. Si è osservato poi che dalla parete posteriore del seno urogenitale si
formavano delle evaginazioni solide, che partecipavano alla formazione della
vagina
 1/3 superiore deriva dal canale uterino
 2/3 inferiori deriverebbero dal seno urogenitale
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Dalla porzione pelvica del senourogenitale , si formano due
evaginazioni solide in corrispondenza dei dotti del Muller, i bulbi
senovaginali, che dopo intensa proliferazione formano una placca
solida che a sua volta continua a proliferare aumentando la distanza
tra il lume dell’utero e quello del seno urogenitale. Al 5° mese la
vagina è completamente canalizzata e le sue espansioni ad ala della
primitiva placca attorno all’estremità distale dell’utero formano i
fornici vaginali
Il lume della vagina rimane separato da quello del seno urogenitale da una
sottile lamina:l’imene
Differenziazione sessuale
gonade indifferente
44 + XY
44 + XX
testicolo
fattore induttore
androgeni
dotti di Wolff, vasi deferenti,
epididimo,
genitali
esterni,
scroto e prostata
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ovaio
estrogeni
dotti di Muller (tube,utero, 1/3
superiore della vagina, stimolazione
dei genitali esterni
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Genitali esterni: stadio indifferente
Nel corso della 3° settimana di sviluppo, cellule mesenchimali migrano intorno
alla membrana cloacale e determinano la formazione di un paio di pliche
elevate, le pieghe della cloaca che cranialmente si uniscono a formare il
tubercolo genitale.
Nel corso della 6° settimana di sviluppo le pieghe della cloaca si dividono in
due regioni: anteriormente pieghe uretrali, posteriormente pieghe anali.
Da ciascun lato delle pieghe uretrali si evidenziano un’altra coppia di
rigonfiamenti:le pieghe genitali
Genitali esterni femminili
estrogeni
Il tubercolo genitale si allunga e forma il clitoride, le pieghe uretrali danno
origine alle piccole
i
l labbra
l bb , le pieghe genitali si accrescono notevolmente per
svilupparsi nelle grandi labbra, il solco urogenitale, aperto verso l’esterno,
forma il vestibolo
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Genitali esterni maschili
androgeni
Il tubercolo
t b
l genitale
it l sii allunga
ll
rapidamente
id
t e forma
f
il fallo,
f ll
che stira in avanti le pieghe uretrali dando origine alle
parete laterali del solco urogenitale che alla fine del terzo
mese si chiude inglobando la placca uretrale costituendo il
segmento penieno dell’uretra. Dalle pieghe genitali si forma
lo scroto
MALFORMAZIONI SESSUALI
SINDROME DI FEMMINILIZZAZIONE TESTICOLARE
Corredo cromosomico maschile con gonadi maschili e
genitali esterni femminili
i tessuti e i genitali esterni non rispondono agli androgeni
testicolari poiché mancano i recettori per cui si sviluppano
e si differenziano sotto ll’azione
azione degli estrogeni in senso
femminile.
Poiché i testicoli sono presenti, è presente il fattore
induttore che induce la regressione dei dotti di Muller. E’
presente la vagina che è corta e termine a fondo cieco
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05/11/2010
MALFORMAZIONI SESSUALI
Ermafroditismo vero
sono presenti
ti le
l gonadi
di e i genitali
it li esterni
t
i di ambo
b i sessii
Pseudoermafroditismo ed itersessualità
il sesso genotipico è mascherato da un’apparenza fenotipica che ricorda l’altro s
Malformazioni sessuali
Pseudoermafroditismo femminile
la causa più frequente è la sindrome adrenogenitale
questi pazienti hanno 44 autosomi più i cromasomi XX e le avaia. inoltre
hanno un’eccessiva produzione di androgeni da parte del surrene che
determina lo sviluppo dei genitali esterni in senso maschile. La
mascolinizzazione può variare con una serie di quadri intermedi ,da un
semplice ingrandimento del clitoride alla presenza di genitali esterni
completamente di tipo maschile
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Malformazioni sessuali
Pseudoermafroditismo maschile
la causa più frequente èuna ritardata o insufficiente produzioni di androgeni
questi pazienti hanno 44 autosomi più i cromasomi XY
I dotti genitali possono avere aspetto diverso
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