fecondazione

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Lezione GINECOLOGIA 10/10/07 prof.Colacurci
FECONDAZIONE
Parliamo di fecondazione: la fecondazione rappresenta l’insieme dei fenomeni attinenti al
riconoscimento e all’unione dei 2 gameti che si uniscono, si incontrano per poter dar vita
all’embrione e quindi per poter avere la gravidanza è necessario che questi 2 gameti
maturi ,si riconoscano,si fondino, si uniscano e per avere ciò deve esserci la presenza
contemporanea nel sito di fecondazione di questi 2 gameti .
Cronologia eventi essenziali
•
•
•
•
•
Formazione di gameti maturi
Presenza contemporanea nel sito di fecondazione
Riconoscimento dei due gameti
Fusione dei due gameti
Penetrazione dello spz all’interno dell’ovocita
Il sito di fecondazione sono le tube , successivamente ci sarà la penetrazione dello
spermatozoo nell’ovocita,lo spermatocita quindi riconosce l’ovocita e si ha il meccanismo
della fecondazione .E’ chiaro che inevitabilmente conoscere bene il meccanismo della
fecondazione ci farà capire facilmente le problematiche della sterilità ,per esempio le
problematiche della
concezione cioè se noi studiamo il meccanismo
fisiologico,inevitabilmente per studiare le cause della sterilità,dobbiamo conoscere il
meccanismo fisiologico e sapere quali sono i possibili punti dove il meccanismo
fisiologico si va ad alterare e cosi’ all’inverso, per fare contraccezione dobbiamo capire
come possiamo andare ad alterare in maniera farmacologia o mediatica certi punti e certi
passaggi.
Allora abbiamo detto che c’è bisogno di 2 gameti,di cui il gamete maschile,il prodotto dei
testicoli,il prodotto terminale dei testicoli è lo SPERMATOZOO,una cellula caratterizzata
da una testa in cui c’è il nucleo,nel nucleo ovviamente c’è l’informazione genetica,quindi i
cromosomi che sono fondamentali per ottenere la gravidanza .
I gameti perchè si distinguono dalle cellule somatiche?Perchè hanno un corredo aploide !
Quindi sia lo spermatozoo che l’ovocita sono il prodotto terminale di un processo di
divisione che si chiama meiosi,la differenza sta nel fatto che mentre le cellule somatiche
si replicano per mitosi in cui il corredo cromosomico rimane diploide, i gameti si dividono
con la meiosi che ha meccanismo completamente diverso nella donna e nell’uomo,per
esempio nella donna comincia prima nascita e finisce solo alla fecondazione, nell’uomo
invece comincia alla pubertà e il ciclo è preciso,è di circa 74 gg e porta alla formazione
dello spermatozoo dotato di una motilità autonoma, che è fondamentale per la sua
capacità fecondante, perché uno spermatozoo che non si muove è uno spermatozoo che
assolutamente non ha capacità fecondante.
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SPERMATOGENESI :
Vita embrionale
Oogonio
Oogonio (46 cr)
Ovocita primario (46 cr)
Pubertà
Ovocita primario (46 cr)
LEPTOTENE
ZIGOTENE
PACHITENE
DIPLOTENE
Ripresa meiosi
Ovocita secondario (23 cr)
Durante ciclo
Ovarico
Espulsione I globulo polare
Ha un patrimonio genetico completo e quindi in grado potenzialmente di fecondare
,questo è importante in tecniche di fecondazione assistita,lo spermatozoo noi lo
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utilizziamo in fecondazione assistita ma per esempio la ICSI (intra-citoplasmic sperm injection)e è
una tecnica di fecondazione assistita utilizza spermatozoi anche totalmente immobili che
da soli non son capaci di fecondare,se lo mettiamo nell’ovocita e gli faremo fare tutta una
serie di passaggi che fisiologicamente dovrebbe fare abbiamo dimostrazione che il
patrimonio cromosomico è completo .Allora abbiamo detto che lo spermatozoo ha una
testa che contiene un nucleo, un corpo, una coda, un flagello .La coda è costituita da una
complessa struttura di microtubuli e fibre circondate da mitocondri e attraverso questa,gli
spermatozoi si muovono .
Lo spermatozoo è la cellula sessuale maschile. E’ molto più piccolo dell’ovulo e, quando è maturo, 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’interno del canale
cervicale circa 5 giorni mentre la loro capacità di fecondare dura un tempo più breve ( 24 – 48 ore).
Sono prodotti da particolari cellule dei testicoli (spermatociti); nel periodo di piena maturità sessuale, un uomo può produrre
fino a 100.000 spermatozoi ogni mm3 di sperma
La loro produzione, a differenza della donna, è continua.
Abbiamo detto che
gli spermatozoi son il prodotto terminale della cosiddetta
Spermatogenesi,che avviene a livello testicolare dopo la pubertà ed è diverso dalla donna
nel senso che l’uomo di 40 anni se riesce ad avere rapporti può contribuire ad una
gravidanza,la donna invece ha un periodo riproduttivo limitato nel tempo ,perché si arriva
ad esaurimento ovarico ed entra in menopausa.
Il numero degli spermatozoi che viene prodotto è molto ampio,vengono prodotti in maniera
continua e vengono espulsi all’esterno nel corso all’eiaculazione,quindi se ci sarà
l’eiaculazione ogni 10 gg nel liquido seminale ci sarà il prodotto degli ultimi 10 gg,se ci
sarà eiaculazione ogni 6 ore,inevitabilmente avremo il prodotto delle ultime 6 ore e questo
come vedremo determinerà, quando parleremo di riproduzione, il grado di motilità e il
numero degli spermatozoi del singolo eiaculato,infatti quando si fa fare l’esame del liquido
seminale ad un individuo per vedere la sua capacità riproduttiva si fà dopo un’ astinenza
di 4 giorni,per ottenere poi il massimo numero di spermatozoi e la massima motilità,perchè
è inevitabile che uno spermatozoo prodotto 15 giorni prima ha una motilità inferiore,per cui
se ha una astinenza molto lunga avrà una motilità inferiore,se l’astinenza è minore avrà
una buona motilità anche se avremo numero inferiore. La spermatogenesi si differenzia
dalla donna non soltanto a livello temporale, ma anche perché da una cellula primitiva si
hanno 4 cellule terminali,nella donna da una cellula primitiva si ottiene una cellula
terminale .
Nella spermatogenesi dallo spermatocito primario si avranno 2 spermatociti secondari
dopo la prima divisione meiotica,da questi si formeranno 4 spermatidi,il prodotto terminale
sarà lo spermatidio che è una cellula vestibolare con patrimonio genetico aploide ,quindi
essenzialmente maturo come gameta, non ha una coda e quindi non ha motilità ne
capacità fecondante,cioè se lo metto vicino all’ovocita non lo feconda.
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Se io lo inietto all’interno riesco ad ottenere la gravidanza e queste rientrano in tutta una
serie di tecniche fatte su azoospermi,ovvero su individui che non producono spermatozoi
nell’eiaculato, a seconda poi del livello del blocco,o comunque del difetto della
spermatogenesi ,si potrebbe ottenere una gravidanza con tecniche di fecondazione
assistita,ma possiamo utilizzare solo spermatidi ,se invece il blocco è a livello dello
spermatocita secondario o del primario non possiamo mai avere gravidanza perchè la
cellula non è geneticamente matura .
Sicuramente la spermatogenesi è regolata dalle gonadotropine di cui ormai dovreste
sapere tutto (le gonadropine sono le stesse della donna ,agiscono in maniera non ciclica
a differenza della donna, e sono LH ed FSH ) e da tutta un'altra serie di ormoni .Nel
testicolo oltre alle linee delle cellule seminali ,abbiamo le cellule del Sertoli e del Leyding
che hanno un ruolo, le cellule del Sertoli nutritivo ,quelle del Leyding una funzione
ormonale,di produzione degli androgeni.
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
Gli spermatozoi che vengono prodotti nei tubuli seminiferi del testicolo sono
potenzialmente fecondanti ma se prendo uno spermatozoo testicolare e lo metto vicino ad
un ovocita non avrò mai una gravidanza perché per averla gli spermatozoi devono
maturare e soprattutto capacitarsi,che significa? Significa che deve esserci tutta una
modificazione della struttura superficiale di tipo antigenico,in maniera tale che lo
spermatozoo possa presentarsi in maniera migliore all’ovocita affinché venga riconosciuto
dall’ovocita, perchè se queste modificazioni non avvengono non viene riconosciuto,non
riesce ad aderire all ’ovocita .
Gli spermatozoi che vengono prodotti nei tubuli seminiferi del testicolo per poter avere proprietà fecondanti devono andare
incontro a due successivi processi di maturazione funzionale:
•
MATURAZIONE : ha luogo nell’epididimo e fa loro acquistare la motilità
•
CAPACITAZIONE avviene nelle tube uterine e consiste in alterazioni della membrana plasmatica (attivazione degli
enzimi
acrosomiali e dell’adenil-ciclasi) che li rende capaci di subire la reazione acrosomale e di essere
quindi in grado di attraversare gli involucri dell’uovo
La capacitazione avviene fisiologicamente attraverso il passaggio dello spermatozoo nelle
vie genitali femminili,quindi lo spermatozoo fecondante non è di per se capace di
fecondare subito, cioè se io prendo lo spermatozoo e lo metto vicino all’ovocita non avrò
mai la fecondazione, per ottenerla, devo avere la capacitazione che deve essere in vitro
,quindi le tecniche di fecondazione assistita siano esse di inseminazione che di
fecondazione in vitro,necessiteranno di una parte laboratoristica ,dovute al fatto che lo
spermatozoo subisce una serie di modificazioni di struttura e antigeniche superficiali che
normalmente subisce nel suo passaggio nelle vie genitali femminili,questo passaggio che
subisce è un passaggio ad alto rischio perché lo spermatozoo è antigenicamente diverso e
dovrebbe essere riconosciuto dalla madre come diverso ed essere distrutto,quindi subisce
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questo riarrangiamento strutturale superficiale che fa si che da un lato riesce a
nascondersi durante il passaggio e poi arrivato nella tuba riesce ad esprimere quegli
antigeni che gli permettono di essere riconosciuto dall’ovocita.
Esistono poi altri tipi di sterilità per cui la donna scatena una reazione offensiva contro lo
spermatozoo andando a distruggere lo spermatozoo lungo le vie genitali , impedendo cioè
il contatto spermatozoo- ovocita.
Abbiamo detto che con la capacitazione avvengono una serie di modificazioni della
membrana plasmatica che sono il presupposto per quello che vedremo successivamente,
la reazione acrosomiale.
La reazione acrosomiale è la liberazione da parte dello spermatozoo di una serie di
enzimi litici che permettono di attraversare gli strati esterni dell’ovocita e gli permettono di
arrivare alla membrana citoplasmatica dell’ovocita.
Quindi :
La penetrazione dello spermatozoo nell’oocita (copulazione) è resa possibile dall’azione degli enzimi litici acrosomiali il cui
rilascio (reazione acrosomiale) agevola l’invasione degli spermatozoi a livello della membrana pellucida
• Il legame tra spermatozoi e zona pellucida è mediato da proteine specie-specifiche
Abbiamo detto che lo spermatozoo viene prodotto dal testicolo e poi esistono tutta una
serie di altri organi che li producono tra cui l’epididimo ,l’epididimo ha una serie di funzioni
che gli permettono di nutrire gli spermatozoi e di mantenere la motilità ,di inserirli nelle vie
seminali e di costituire un liquido che ha una composizione granulosa e che ha un ruolo
sia di nutrizione degli spermatozoi che di protezione dall’acidità delle vie vaginali, in cui
sono inseriti gli stessi, questo liquido deriva dal deferente, dai tubuli seminali, dalla
prostrata ,dalle ghiandole bulbo-uretrali. Lo spermatozoo una volta immesso in vagina con
l’eiaculato, viene immediatamente inattivato ,se noi invece prendiamo spermatozoi dal
fondo della vagina li troviamo tutti morti ,non abbiamo mai uno spermatozoo mobile nel
fondo vaginale,gli spermatozoi vivi sono quelli che rapidamente passano nel muco
cervicale e nel canale cervicale, quelli che passano rapidamente sopravvivono,tutti quelli
che restano nel fondo si immobilizzano rapidamente per l’acidità vaginale.
La natura ha permesso un gran dispendio di energia.. Per ottenere una gravidanza un
liquido seminale normale pensate
presenta tra 20-60 milioni per ml ,mentre un
eiaculato è
da 2 a
4 ml 200 milioni di spermatozoi che vengono emessi
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nell’eiaculazione(singola), di 200 uno solo deve arrivare a fecondare,quindi vedete che
dispendio!Si ha una selezione,una quota parte nel liquido vaginale, un’altra quota parte si
disperde via via nel percorso.
E’ chiaro che la motilità dello sp. è fondamentale ,come arriva in tuba? Non dipende
esclusivamente dalla motilità perché ci metterebbe una vita per camminare dal fondo della
vagina fino in tuba perché ha una velocità di 60 micron/m al sec per fare 7 cm.di tuba ci
impiegherebbe una vita a camminare da solo,in realtà ci sono tutta una serie di
contrazioni quando si ha un rapporto ,all’interno delle tube generalmente si ha la
produzione di prostaglandine che aumentano la contrattilità uterina e possiamo avere
contrazioni che facilitano il passaggio.
Nell’uomo 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
che aumentano dopo l’ovulazione
L’ovocita secondario è allo stadio di metafase della seconda divisione meiotica, processo che si completa solo
se avviene la fecondazione
• Si ritiene che l’ovocita mantenga la capacità di essere fecondato per circa 12-24 ore, dopo di che va incontro a fenomeni
degenerativi e ad eliminazione
Immaginate quindi che della quota totale degli spermatozoi dell’eiaculato che passano
nel canale cervicale, una quota restano nel canale cervicale e una quota vanno subito in
utero il che significa che questa è la spiegazione per cui un rapporto fecondante può
anche avvenire a distanza
di 2-3 gg dall’ovulazione ,ovvero 2-3 gg prima
dell’ovulazione,questo spiega perché il periodo fertile non è il momento preciso
dell’ovulazione ,ma quel periodo di maturazione preovulazione, quando lo spermatozoo
aspetta l’ovocita e l’ovocita aspetta lo sp,questo è anche il motivo per cui in
contraccezione e in particolare
facendo
contraccezione naturale con astinenza
periodiche in rapporto al periodo ovulatorio si hanno poi gravidanze,non c’è una variabilità
assoluta ! Cioè non si può dire che un rapporto 4 h prima è fecondante e 50 h prima no,c’è
una grande variabilità da situazioni a situazioni,variabile nella stessa coppia,e questo
dipende dal fatto che gli sp. emessi con l’eiaculato vengono in parte conservati e in parte
dismessi nettamente(perché restano nel canale cervicale) e vedremo invece che alcuni
riescono a mantenere la loro vitalità per cui in vivo resta vitale anche per 48 h .In provetta
al di fuori dell’ambiente limite si inattivano molto rapidamente ,quindi è difficile che in
provetta si trovino spermatozoo vivi per più di 24 h dall’eiaculazione,in vivo invece si,e
quindi sono capaci di fecondare per più tempo .
Questo è uno spermatozoo che deve incontrare l’ovocita,prodotto terminale di un processo
che è l’ovulazione,che è quel processo per cui si ha lo sviluppo da follicolo primario a
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secondario fino ad antrale e poi man mano cresce fino ad avere lo scoppio del follicolo
,all’interno del follicolo ci sarà contemporaneamente la maturazione dell’ovocita,ovvero la
crescita follicolare mediata dagli ormoni FSH ed LH ,e tutti i rapporti tra FSH ed LH ed
anche il rapporto con la crescita follicolare e produzione ovarica degli ormoni..Sappiamo
tutto di questo? Dobbiamo saperlo bene,sia per i meccanismi della ovulazione,sia per la
contraccezione ,sia per la patologia ormonale,se non sappiamo e capiamo il meccanismo
ipotalamo-ipofisario e i suoi reciproci rapporti e anche con l’ovaio,non riusciamo a capire
una donna che ha amenorrea ed è in menopausa o comunque l’assetto ormonale della
donna in menopausa,questo ha un razionale ben preciso,non bisogna impararlo,ma
bisogna capire perché la donna in menopausa ha gonadotropine alte ed estrogeni
bassi,questo perchè ha esaurito il corredo follicolare,non è attivato il feedback ipotalamoipofisi e livelli bassi di estrogeni continuano a stimolare la produzione di gonadrotopine che
non servono a stimolare il follicolo,non c’è risposta particolare e le gonatotropine
continuano a crescere. Invece la bambina che non ha raggiunto la pubertà,avrà estrogeni
bassi e gonadotropine basse perché ha raggiunto un grado di maturazione differente con
un ovaio potenzialmente funzionante, ma c’è una maturazione diversa dell’asse
ipotalamo- ipofisi,c’è immaturità. Se quindi aumentassero le gonadotropine,l’ovaio sarebbe
capace di rispondere,per esempio nelle forme di pseudopubertà precoce determinate
spesso da tumori,un tumore ipofisario produce le gonadotropine che stimolano l’ovaio ,un
ovaio potenzialmente in grado di rispondere e si ha produzione di estrogeni con
successivo sviluppo di tutti i caratteri sessuali secondari,come lo sviluppo del seno ,dei
peli e di tutti quei fattori che evidenziano la pubertà precoce.
Ritorniamo all’ovulo,abbiamo detto che l’unità funzionale è il follicolo, la cui maturazione
dà luogo al ciclo ovarico correlato al ciclo mestruale .Anche qui l’ovogenesi è un
meccanismo di 2 divisioni meiotiche ,si differenzia dalla spermatogenesi in maniera
significativa per 2 motivi,uno perché comincia prima della nascita, quasi tutti gli ovociti
presenti nell’ovaio in metafase ,quindi cominciano la divisione meiotica e si bloccano nel
corso della prima divisione meiotica,ricominciano e finiscono la prima divisione meiotica
quando si avrà la maturazione da follicolo primario a secondario,quando si avrà la
crescita di quel follicolo,contemporaneamente l’ovocita termina la prima divisione e inizia
la seconda e si blocca nella seconda,per cui l’ovocita ovulato viene bloccato alla seconda
divisione meiotica.
Quindi se noi facciamo fecondazione assistita e inoculiamo gli ovociti ,riusciamo a vedere
il grado di maturazione dell’ovocita,se è maturo o immaturo o se è bloccato nella seconda
divisione meiotica ,un’ ovocita immaturo è quello bloccato nella prima divisione meiotica
,nel corso della prima divisione meiotica,non l’ha completata .Riesco a capire in che fase
siamo, perché qui da un’ovocita primario si ha un’ovocita secondario e un globulo polare,
mentre nella spermatogenesi avevamo dallo spermatocita primario 2 spermatociti
secondari,in questo caso qui, col microscopio posso vedere se c’è il globulo polare e se
c’è vuol dire che ha finito la prima divisione meiotica e cosi’ abbiamo l’ovocita secondario
che ci darà la cellula uovo matura e il secondo globulo polare.
In un immagine microscopica qui vediamo il cumulo ooforo che sporge nel follicolo e la
zona pellucida Quindi che succede al momento dell’ovulazione,siamo arrivati ad una
situazione in cui il follicolo ha raggiunto una situazione di diametro di 18 mm,all’interno
abbiamo un ovocita che è maturo, si ha lo scoppio del follicolo,rottura della superfice
ovocitaria e il liquido follicolare cade nel peritoneo ,l’ovocita circondato dal cumulo ooforo
cade nel peritoneo , e deve essere captato dalle tube,il meccanismo è caratterizzato dal
fatto che le tube sono costituite da fimbrie,che si avvicinano alla superficie ovarica si
creano una serie di flussi di liquido e si ha un trasporto verso la fimbria, e generalmente
viene captato .Considerate che è più facile che venga captato dall’ovaio omolaterale alla
fimbria,considerate inoltre che una donna che ovula spontaneamente ha una
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monovulazione o sull’ovaio di dx o su quello di sx,questo però non è necessario. Può
ovulare sia da una parte che dall’altra, quindi si può dire più facilmente ma non
necessariamente,per esempio se una donna è stata operata per una gravidanza
extrauterina ,e non ha un ovaio ma non è sterile, può succedere che venga captato
l’ovocita dalla fimbria controlaterale, e avere una gravidanza spontanea anche se la
donna avrebbe in questo caso una minore capacità riproduttiva.
Nella tuba,arriva lo spermatozoo e l’ovocita e normalmente l’incontro avviene nel 3 esterno
della tuba ,se non avviene la fecondazione lo spermatozoo e l’ovocita degenerano senza
nessuna particolare conseguenza,solo che se non avviene l’impianto ,il corpo luteo
funziona solo per 14 gg, dopo 14 gg quindi ricordiamo che progesterone e testosterone
diminuiscono, se il sostegno ormonale non c’è più si ha una riduzione degli ormoni
sessuali c’è desquamazione dell’endometrio e avviene la mestruazione.
Se avviene la gravidanza si creeranno una serie di ormoni sessuali che andranno a
stimolare e il corpo luteo in modo che continua a funzionare per più di 14 giorni,non
avviene la desquamazione dell’endometrio che anzi si modifica e prepara.Ricapitolando le
varie fasi della fecondazione ,nell’uomo l’eiaculazione,la progressione attraverso le vie
genitali femminili,la capacitazione durante la progressione nelle vie genitali femminili,è
chiaro che per arrivare alla tuba è necessario che la donna abbia una vagina ottimale,un
muco cervicale tale che gli spermatozoi possano passare,un utero che abbia una
morfologia normale che abbia la giusta attività contrattile per permettere il passaggio degli
spermatozoi nella tuba in modo sufficiente,che abbia tutti questi meccanismi funzionanti
,fattori che dobbiamo studiare quando parleremo di sterilità, perché ognuno di questi può
essere alterato.
Ciascuno di questi fattori può dare una forma diversa di sterilità,una sterilità per il muco
cervicale,per malformazioni dell’utero,o problema tubarico,perché ciascuno di questi fattori
può essere alterato.
Abbiamo bisogno che nell’eiaculato ci sia un buon numero di spermatozoi,che abbiano
una buona motilità,se abbiamo un numero ridotto e una scarsa motilità questo sarebbe un
fattore maschile di sterilità ed in più la donna deve non riconoscere in maniera aggressiva
lo spermatozoo ,permettere il loro passaggio e facilitare la capacitazione dello
spermatozoo,infatti esistono tutta una serie di sterilità immunologiche nelle quali
nonostante l’ambiente ottimale delle vie femminili e gli spermatozoi siano ottimali si
innesca un meccanismo di reazione anticorpale e immunitario contro lo spermatozoo che
impedisce la fecondazione,nel versante femminile chiaramente è necessario che ovaio e
utero siano perfettamente funzionanti,responsivi, che non ci siano alterazioni dell’asse
ipofisi-ipotalamo ,che non ci siano alterazioni della tiroide o della prolattina nel
meccanismo dell’ovulazione,che il follicolo arrivi a maturazione e che scoppi e che sia
captato dalla tuba e che quindi ci sia il riconoscimento e la reazione acrosomiale con la
fecondazione.
Quindi la fecondazione avviene nell’ampolla della tuba uterina,dove l’ovocita secondario
arriva,circondato dalla membrana pellucida( e dalle cellule del cumulo ooforo),sospinto
dal movimento ciliare dell’epitelio tubarico e dalle contrazioni della muscolatura tubarica
che aumentano dopo l’ovulazione
L’ovocita secondario è allo stadio di metafase della seconda divisione meiotica che si
completa solo alla fecondazione e questo ci aiuta molto a capire che una cellula uovo
matura (come per lo spermatozoo) non l’abbiamo,perché dura pochissimo la
fecondazione(cioè il momento in cui viene completata la seconda divisione meiotica) e
subito si trasforma in zigote,quindi lo spermatozoo una volta superato il cumulo ooforo
,attraversa la zona pellucida e prende contatto con la membrana plasmatica
dell’ovocita,come lo fa?
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Grazie alla reazione acrosomiale,che è una liberazione di enzimi litici che si trovano al
davanti della testa dello spermatozoo,la testa dello spermatozoo è costituita dal nucleo ,al
davanti c’è l’ acrosoma che c’è un sacchetto che contiene questi enzimi,si rompe la
membrana esterna, si liberano questi enzimi litici e si determina e si determina una lisi
della membrana pellucida e lo spermatozoo può prendere contatto con la superficie
dell’ovocita .Questo è lo spermatozoo,vediamo la membrana esterna e interna,si rompe la
membrana e si ha la fuoriuscita di enzimi litici (acrosina,ialuronidasi,catepsinaD )che
permettono la digestione della matrice che circonda l’ovocita. In particolare quindi :
La reazione acrosomiale si manifesta con la fusione in più punti della membrana plasmatica con la
membrana acrosomale esterna e loro conseguente lisi con fuoriuscita del contenuto enzimatico
(ialuronidasi, fosfatasi acida, collagenasi,etc.) della vescicola acrosomiale che digerisce la matrice che
tiene unite le cellule della zona pellucida
Superata la zona pellucida lo spermatozoo si viene a trovare a livello dello spazio perivitellino e viene a contatto con la membrana plasmatica dell’ovocita, si fondono le 2
membrane plasmatiche e lo spermatozoo penetra all’interno dell’ovocita con tutta la forza.
Quando prende contatto con la membrana citoplasmatica succedono 2 cose fondamentali:
1. la prima è il blocco della polispermia, cioè solo uno spermatozoo entra
nell’ovocita, se entrassero più spermatozoi l’embrione non avrebbe un patrimonio
diploide ma triploide o poliploide a seconda di quanti spermatozoi entrano,quindi
appena uno spermatozoo prende contatto con la membrana ovocitaria si impedisce
l’entrata di altri spermatozoi,l’unica possibilità è che prendino contatti in
contemporanea,evento raro. In questo caso si avrà una gravidanza gemellare.
Quindi da un lato si attiva il meccanismo del blocco della polispermia,dall’altro
appena entrato
2. si completa la meiosi nell’ovocita,quindi si riprende dallo stadio di metafase della
seconda divisione meiotica,si forma l’uovo maturo e si espelle il secondo globulo
polare
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Se io in tecniche di fecondazione assistita voglio vedere se è avvenuta la fecondazione
,vedo se c’è il secondo globulo polare,se è avvenuta la fecondazione il biologo dopo un
certo tempo che ha messo lo spermatozoo vicino all’ovocita vede se è stato fecondato,se
cioè è stato espulso il secondo globulo polare. Quindi se c’è il primo globulo polare vuol
dire che quell’ovocita è in M2 ,cioè maturo,ovvero ha completato la prima divisione
meiotica e sta nel corso della seconda,se non ha il globulo polare è in corso della prima
divisione meiotica ed è immaturo, se dopo la fecondazione c’ho il secondo globulo polare
vuol dire che è avvenuta la fecondazione,considerate che i globuli polari sono
importanti,perché hanno lo stesso patrimonio genetico dell’ovocita e questo nella
procedura della diagnosi PREIMPIANTO che è una procedura di fecondazione assistita
che permette di valutare da un punto di vista genico l’embrione, è importante l’analisi del
globulo polare per la diagnosi di patologie importanti,si vede se c’è una trisomia 21 per
esempio ,è una cosa che riguarda solo il versante femminile ma ci sono tutta una serie di
patologie trasmesse dal sesso femminile e sapere se hanno un patrimonio geneticamente
esatto è importante.
Lo spermatozoo quindi entra all’interno del citoplasma dell’ovocita,giunto nell’ooplasma i
componenti strutturali dello spermatozoo vanno incontro a degenerazione, la membrana
nucleare si rompe e il materiale in essa contenuto va a formare il pronucleo maschile con
contemporaneo sviluppo di quello femmine ,da qui si forma lo zigote che è una cellula
particolare che ha una membrana citoplasmatica in parte femminile e in parte maschile e 2
pronuclei separati,uno maschile e uno femminile quindi non è un embrione,perché
ricordiamo l’embrione ha un patrimonio genetico ben preciso,questo non è nè ovocita nè
spermatozoo( per quanto ne dica la legge 40 sulla fecondazione assistita,noi al Senato
abbiamo proposto uno zigote che non era ancora embrione ma già c’era stata la
fecondazione, ma da un punto di vista teorico non era ancora embrione ,perché aveva un
patrimonio cromosomico in parte femminile e in parte maschile,e poichè si è discusso
molto sulla legge 40 per cui le motivazioni erano filosofiche,tipo che l’embrione ha una sua
perfetta autonomia e dignità di embrione,cose assurde..nel senso che l’embrione dipende
dalla madre ,non esistono embrioni autonomi,vivono soltanto se si impiantano).
La differenza strutturale tra la legge 194 e la 40 è che nella 194 si può interrompere un
embrione,si può fare l’aborto ,non si riconosce come un individuo nella 40 non si può
perchè viene considerato un individuo a se stante e quindi poichè noi come individui non
possiamo essere soppressi non possiamo nemmeno tenere un embrione in laboratorio,e
quindi lo zigote poteva unire tutte le esigenze,da un punto di vista biologico per esempio
sul congelamento dell’embrione si dava più possibilità di successo di fecondazione
assistita,perché lo zigote è più facilmente congelabile dell’ovocita,cmq non è passata .Lo
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zigote è l’unica cellula il cui patrimonio cromosomico materno è separato da quello
paterno, con 2 pronuclei differenti cioè .
I due pronuclei quindi, 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.
Una volta che si è formato lo zigote,lo zigote si replica subito,si avrà la reazione del fuso di
segmentazione e si passa alla prima divisione di segmentazione e si passa all’embrione a
2 cellule ,diverse rispetto allo zigote poichè avranno un patrimonio genetico 50% materno
e 50% paterno ma uniti tra loro,si passa quindi da uno zigote a cellula singola con 2
pronuclei separati , ad un embrione a due cellule,non esiste un embrione ad una
cellula,ma l’embrione nasce a 2 cellule dalla divisione dello zigote. Poi si avrà la
replicazione indipendente di DNA in ogni pronucleo ,prima di arrivare ad embrione a 3
cellule ,possiamo anche avere un embrione a 6 cellule.
Abbiamo poi la formazione di 2 blastomeri nello stadio di morula ,questi continuano a
dividersi e abbiamo più cellule,possiamo avere anche blastomeri a piccole cellule ,non
abbiamo la replicazione di tutte le cellule in contemporanea per cui se ho un embrione
posso avere più cellule,posso dire che 2 cellule si sono divise prima e 2 si dividono
dopo,queste cellule sono totipotenti nel senso che se prendo un blastomero e lo stacco
me lo metto in coltura noi abbiamo un gemello identico questo è importante per la diagnosi
preimpianto ,se distacco il blastomero ho un patrimonio genetico completo
dell’embrione,uno che si forma lo posso gettare e l’altro mi continua a crescere in maniera
totipotente identica all’embrione.
Quindi si replica, continua a crescere e migra e va dal 3 esterno della tuba verso l’utero
dove si deve andare ad impiantare ,la segmentazione consiste in rapide divisioni mitotiche
che con la formazione di blastomeri danno vita alla morula che dà l’impressione di una
mora ,la morula è una struttura solida con superficie bozzuta ed ogni bozzettino è un
blastomero .La morula è costituita da 12-36 blastomeri con spazi delimitati da membrana
per potersi scambiare a 3 -4 gg dalla fecondazione,in realtà un gruppo di blastomeri è al
centro e un altro perifericamente a corona ,per i primi 3-4 gg dalla fecondazione ogni
blastomero si divide e determina la formazione della morula che nel frattempo è arrivata
in utero e si deve impiantare allo stato di blastocisti,cosa è la blastocisti ?E’ una struttura
cava ,all’interno c’è un liquido che forma una cavita’(cisti) chiamata blastocisti,all’interno di
questa blastocisti possiamo identificare un polo embrionale e un polo trofloblastico cioè si
comincia a differenziare quello che è l’embrione, e in particolare tutta la struttura della
morula darà vita a queste 2 strutture che si devono differenziare ,una va verso la placenta
e una va verso l’embrione.
La blastocisti si impianta là dove si trova,dopo 3-4 gg dalla fecondazione dove si trova là
si impianta,in condizioni fisiologiche nell’utero ma se per fatti flogistici locali non è possibile
e sta nelle tube,la gravidanza extra insorge per questo motivo ,perché la progressione
dell’embrione nella tuba è rallentata e dopo 3-4 gg si ha l’impianto,se mai avesse un
percorso inverso in senso latero-laterale e non latero-mediale e va in peritoneo e si
impianta sull’ovaio abbiamo la gravidanza addominale,evento estremamente raro.
Se poi è veloce e passa dall’utero al canale cervicale si impianta nel collo
dell’utero,pensate che la blastocisti , la parte trofloblastica ha una grossissima capacità di
penetrazione dove si trova là si impianta.
Logicamente la migrazione verso l’utero dipende dalle caratteristiche dell’utero ma
soprattutto dalla motilità della tuba che ha una mucosa di tipo ciliare,ciglia che aiutano, e
prima dell’ovulazione tendono a facilitare la progressione dello spermatozoo verso
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l’ovocita prima della fecondazione,dopo la fecondazione favoriscono la progressione
dell’embrione.
Quindi la blastocisti migra nella cavità uterina resta per qualche ora,si libera della zona
pellucida e incomincia l’impianto. Se io metto l’embrione nell’utero mi si impianta solo in
una fase ben precisa,ovvero in una finestra ovvero periodo di massima di recettività
endometriale all’impianto, è recettivo perché l’utero deve essere prima preparato dagli
estrogeni prima e dal progesterone dopo,deve cioè subire delle modificazioni in maniere
che l’embrione trovi l’ambiente migliore per impiantarsi ,se non trova l’ambiente
ottimale,l’embrione non si impianta.
La situazione è sicuramente ormono-dipendente.l’utero mantiene questa capacità grazie
agli ormoni,questo è dimostrato dalle madri-nonne sessantenni nella fecondazione
assistita che se opportunamente stimolate,ovvero se si prepara l’utero della donna ,la
donna puo’ accogliere l’embrione.
Come si fa? Si prende l’embrione di una coppia giovane e si trasferisce nell’utero della
donna,precedentemente preparato con ormoni esterni,perché avendo l’ovaio non più
funzionante non ne produce di endogeni,quindi con dosi ottimali si può accogliere
l’embrione,quindi anche se una donna di 60 non può produrre ovociti,ha un utero che se
opportunamente stimolato può ancora funzionare,con modifiche dell’endometrio che
diventa capace di determinare l’impianto.
D’altra parte l’intercezione post-fetale,ovvero la pillola del giorno dopo come
agisce?Andando a modificare la capacità endometriale,non và ad agire sull’embrione che
in realtà si forma dopo,quindi va ad interferire sul periodo finestra cioè fa in modo che
quell’endometrio che si era preparato ad accogliere l’embrione con una forte carica
ormonale si và a sbilanciare e non riesce più ad accogliere l’embrione.
Fisiologicamente la finestra è di 4 giorni ed una donna che ha un ciclo regolare l’impianto
deve essere tra il giorno 20 e giorno 24, il ciclo dura 28 gg,quella che varia è sempre la
fase follicolare,quella fissa è la post-ovulatoria,quindi se una donna ha un ciclo di 35 gg,ha
sicuramente una fase pre-ovulatoria più lunga e chiaramente cambia il periodo fertile,ma
la fase post-ovulatoria è costante ,perché non esiste in natura un corpo luteo che dura più
di 14 giorni,se dura di più ci sono due possibilità : o è gravida o ha una patologia come
una cisti per cui continua a produrre ormoni.
Quindi la blastocisti incomincia ad impiantarsi nell’endometrio ,l’annidamento comincia
intorno al 7 giorno e dura 6 giorni per completarsi quindi intorno al 13 esimo ed è il
prodotto di una interazione tra trofoblasto ed endometrio. Il trofoblasto comincia a
differenziarsi e trasformarsi in citotrofloblasto e sinciziotroblasto ,prima c’è il contatto tra
blastocisti ed endometrio (apposizione) poi c’è la adesione e successiva invasione in cui la
blastocisti prende contatto con la vascolarizzazione della madre(si formano contatti
vascolari).L’impianto avviene verso il
fondo dell’utero o faccia anteriore(più
raro),possiamo avere impianti anomali che possono dipendere per gravidanze extra
,essenzialmente della funzionalità tubarica ,per impianti in utero dalla presenza di MIOMA
dell’utero i,ovvero patologie organiche,e si impianta in zone dove non è presente il
mioma,come per esempio negli impianti bassi ,dove ci saranno patologie della gravidanza
,perché qui si impianterà la placenta e si svilupperà il contatto tra placenta e embrione e
la placenta si sviluppa in basso, per cui ci sarà una patologia del terzo trimestre che si
chiama PLANCENTA PREVIA .Abbiamo detto che c’è la trasformazione in
citotrofoblasto,nella formazione del disco embrionale ,c’è poi lo formazione della placenta
e dei villi placentari in un meccanismo che si chiama placentazione.
Cerchiamo di riassumere:
Cronologia eventi essenziali
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Replicazione indipendente di DNA in ogni pronucleo
Rottura delle membrane pronucleari
Condensazione dei cromosomi
Organizzazione sul piatto equatoriale del primo fuso
Prima divisione cellulare Æ Embrione a due cellule
A : ovocita in metafase
B : lo spermatozoo è entrato nell’ovocita che ha completatola seconda divisione meiotica
C : si formano il pronucleo femminile e quello maschile
D : avviene la duplicazione del DNA e sono evidenziati i cromosomi
E : i cromosomi materni e paterni sidispongono insieme (anfimixi)sul piano equatoriale del primo fuso di segmentazione
La prima divisione di segmentazione si conclude con la formazione dei primi due blastomeri
PRIMA SETTIMANA DI SVILUPPO
Eventi che caratterizzano la prima settimana di sviluppo dell’uovo fecondato sono:
1. Segmentazione
2. Migrazione attraverso le tube fino alla cavità uterina
3. Impianto dell’uovo fecondato
SEGMENTAZIONE
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La segmentazione dell’uovo fecondato consiste nella rapida successione di divisioni mitotiche che portano alla formazione di
numerose cellule sempre più piccole, dette blastomeri; l’uovo fecondato si trasforma pertanto in una struttura pluricellulare.
Ciascun blastomero mantiene la sua totipotenza fino allo stadio embrionale di 4-8 blastomeri: da ognuno di essi può svilupparsi
un embrione completo
Col proseguire della segmentazione l’embrione raggiunge lo stadio di morula (12–36 blastomeri) ammasso centrale di
blastomeri contenuto nello spazio ancora delimitato dalla membrana pellucida (4° giorni dalla fecondazione)
Dallo stadio di 32-64 blastomeri, per assunzione di liquido dall’esterno e per secrezione dei blastomeri stessi comincia nella
morula a formarsi una cavità, il blastocele, ripiena di liquido: l’embrione assume un aspetto cistico e prende il nome di
blastocisti
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.
MIGRAZIONE E IMPIANTO
Le contrazioni peristaltiche della muscolatura della tuba ed il battito ciliare dell’epitelio fanno si che l’uovo fecondato percorra
in 3-4 giorni tutta la tuba uterina e raggiunga, allo stadio di morula la cavità uterina. E’ nella cavità uterina che la morula
diventa blastocisti.
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IMPIANTO
Verso la fine della prima settimana (6°-7°giorno) la blastocisti, costituita da circa 180 cellule, comincia ad impiantarsi
nell’endometrio (impianto interstiziale); dapprima aderisce alla mucosa uterina mediante il trofoblasto del polo embrionale, poi
inizia ad erodere l’epitelio per portarsi nella sottostante tonaca propria.
L’annidamento della blastocisti nell’endometrio, che si completerà intorno al 13° giorno, è frutto di una reciproca interazione
fra trofoblasto ed endometrio e si verifica infatti per l’attività erosiva del trofoblasto la cui azione proteolitica è però attivata
dalla mucosa uterina stessa.
Quando avviene l’impianto, normalmente ha luogo nella parte superiore della faccia posteriore dell’utero o, più raramente,
della faccia anteriore.
Possono tuttavia aversi impianti anomali che si possono verificare o nello stesso utero in vicinanza dell’OUI (impianti bassi) che
esitano in una placenta previa (0,5% delle gravidanze) oppure al di fuori dell’utero (gravidanze extrauterine).
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Possono tuttavia aversi impianti anomali che si possono verificare o nello stesso utero in vicinanza dell’OUI (impianti bassi) che
esitano in una placenta previa (0,5% delle gravidanze) oppure al di fuori dell’utero (gravidanze extrauterine).
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