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BIOLOGIA IL CORPO UMANO LEZIONE N.11 slide N. 84 APPARATO RIPRODUTTORE EMBRIOLOGIA II ITI Prof. Fabrizio CARMIGNANI [email protected] 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 LM 25 Ci sono diversi tipi di riproduzione asessuata: GEMMAZIONE, SCISSIONE FRAMMENTAZIONE (con rigenerazione) 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 CNIDARI IDROZOI SCIFOZOI ANTOZOI MEDUSA = RIPRODUZIONE SESSUATA 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 ROTIFERO mentre depone le uova LM 210 UOVA 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 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 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 RANE (Anfibi): FECONDAZIONE ESTERNA Il maschio abbraccia la femmina per farle eliminare le uova che poi saranno fecondate dallo sperma liberato dal maschio UOVA 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 OVAIA Fase di OVULAZIONE LM 200 OOCITA 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 Il sistema riproduttore femminile comprende altre strutture: le piccole labbra, le grandi labbra, il clitoride e le ghiandole di Bartolini RETTO (sistema digerente) Ovidotto Ovaia Utero VESCICA (sistema escretore) CERVICE OSSO PUBICO URETRA (Sistema escretore) VAGINA Tessuto erettile Glande Prepuzio Ghiandola di BARTOLINI ANO (sistema digerente) CLITORIDE Piccole labbra Apertura vagina Grandi labbra 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 VESCICA (sistema escretore) OSSO PUBICO Vaso deferente Vaso deferente Dotto eiaculatore Tessuto erettile del pene PROSTATA Ghiandola BULBOURETRALE EPIDIDIMO Testicolo Scroto URETRA sistema escretore PENE Glande Prepuzio Visione laterale dell’APPARATO RIPRODUTTORE MASCHILE 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 Tessuto erettile del pene VASO DEFERENTE VESCICOLA SEMINALE (dietro la vescica) GHIANDOLA BULBOURETRALE URETRA SCROTO EPIDIDIMO GLANDE TESTICOLO 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 ADENOIPOFISI ORMONI di RILASCIO FSH LH TESTICOLO Produzione Produzione androgeni sperma L’attività dei testicoli è sotto il controllo ormonale FEEDBACK NEGATIVO IPOTALAMO 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 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 EPIDIDIMO TESTICOLO PENE SCROTO SEZIONE TRASVERSALE CELLULA DIPLOIDE 2n TESTICOLO TUBULO SEMINIFERO Differenziamento e inizio della MEIOSI I 2n SPERMATOCITA PRIMARIO Completamento della MEIOSI I (in profase della meiosi I) n n SPERMATOCITA SECONDARIO (aploide; coppia di cromatidi) MEIOSI II n n n n SPERMATOZOI in via di sviluppo (aploidi; cromatidi singoli) DIFFERENZIAMENTO n n n n SPERMATOZOI (APLOIDI) CENTRO TUBULO SEMINIFERO 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 MEIOSI durante l’OOGENESI CELLULA DIPLOIDE 2n Nelle OVAIE dell’embrione Differenziamento e inizio della meiosi I OOCITA PRIMARIO (in profase della meiosi I, in stato quiescente) OOCITA SECONDARIO (in metafase della meiosi II) 2n Completamento della meiosi I e inizio della meiosi II n n Primo corpuscolo polare Fine Meiosi II (attivata dallo spermatozoo) CELLULA UOVO (APLOIDE) Presente alla nascita n n Secondo corpuscolo polare Lo sviluppo di un FOLLICOLO OVARICO comprende diversi processi evolutivi: COPRO LUTEO INIZIO OOCITA PRIMARIO in fase degenerativa CORPO LUTEO (all’interno del follicolo) FOLLICOLI IN CRESCITA FOLLICOLO MATURO OOCITA SECONDARIO OVAIA FOLLICOLO SCOPPIATO OVULAZIONE 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 OVAIE CICLO OVARICO 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 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 Soltanto uno spermatozoo penetra nell’oocita e lo feconda mentre tutti gli altri sono destinati a morire OOCITA umano circondato da spermatozoi Durante la fecondazione, l’ACROSOMA (sacca situata all’estremità anteriore dello spermatozoo) libera enzimi litici che digeriscono lo strato gelatinoso che riveste l’oocita COLLO MEMBRANA PLASMATICA TESTA SEGMENTO INTERMEDIO CODA MITOCONDRIO (a forma di spirale) ACROSOMA NUCLEO 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 1 Enzimi SPERMATOZOO si avvicina 2 ACROSOMA digeriscono il all’oocita rivestimento gelatinoso Proteine presenti sulla testa 3 dello spermatozoo si legano con i recettori dell’oocita 4 Si fondono le membrane plasmatiche dello spermatozoo e oocita NUCLEO Il nucleo dello spermatozoo entra nel citoplasma dell’oocita 5 ACROSOMA MEMBRANA PLASMATICA Enzimi acrosoma 6 Si forma la membrana di fecondazione Recettori proteici Membrana plasmatica Strato vitellino Rivestimento gelatinoso CITOPLASMA Nucleo spermatozoo Nucleo cellula uovo CELLULA UOVO nuclei SPERMATOZOO e CELLULA UOVO si fondono 7 NUCLEO dello ZIGOTE L0 SVILUPPO EMBRIONALE 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: 1. SEGMENTAZIONE 2. GASTRULAZIONE 3. DIFFERENZIAZIONE 4. INDUZIONE 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 2 cellule ZIGOTE 4 cellule 8 cellule Molte cellule (sfera piena) BLASTULA (sfera cava) BLASTOCELE Sezione della blastula 2) GASTRULAZIONE 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: 1. ECTODERMA 2. ENDODERMA 3. MESODERMA La GASTRULAZIONE di un embrione di RANA Polo animale 1 BLASTULA BLASTOCELE 1 Polo vegetativo BLASTULA Gastrulazione 2 Formazione BLASTOPORO 2 Residuo blastocele BLASTOPORO Migrazione delle cellule, origina i FOGLIETTI EMBRIONALI BLASTOPORO 3 ARCHENTERON 3 ARCHENTERON 4 GASTRULAZIONE giunge al termine Tappo vitellino 4 Ectoderma Mesoderma Endoderma TAPPO VITELLINO GASTRULA 3) DIFFERENZIAZIONE Gli organi incominciano a formarsi dopo la GASTRULAZIONE NOTOCORDA Ectoderma Mesoderma Endoderma Inizio dello sviluppo embrionale nella RANA ARCHENTERON PIEGHE NEURALI 15 Una volta che i 3 foglietti si sono formati, le cellule di ogni foglietto iniziano a differenziarsi in tessuti e organi embrionali PLACCA PIEGA NEURALE NEURALE TUBO NEURALE PIEGA NEURALE Una struttura chiamata PLACCA NEURALE forma il TUBO NEURALE: PLACCA NEURALE questo darà origine poi all’ENCEFALO e al MIDOLLO SPINALE Strato ECTODERMICO esterno TUBO NEURALE Formazione del TUBO NEURALE SOMITI e CELOMA SOMITI: blocchi di mesoderma che danno origine a strutture segmentate CELOMA: la cavità del corpo Embrione dove sono completati: il TUBO NEURALE i SOMITI il CELOMA OCCHIO TUBO NEURALE NOTOCORDA SOMITE CELOMA ARCHENTERON (cavità digerente) SOMITI Abbozzo caudale SEM 15X´ Dopo che si è formato il TUBO NEURALE, si formano: Durante uno stadio dello sviluppo di una RANA si forma un girino che darà origine a un individuo adulto. GIRINO 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. Cambiamento della forma delle cellule durante lo sviluppo del tubo neurale ECTODERMA 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 CALICE OTTICO VESCICOLA OTTICA 1 PEDUNCOLO OTTICO 2 CRISTALLINO 3 CORNEA 4 Futura RETINA 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. I principali geni di controllo rispondono a segnali chimici che indicano a ciascuna cellula la sua posizione relativa rispetto alle altre cellule dell’embrione EMBRIONE di UCCELLO ANTERIORE VENTRALE Abbozzo dell’arto si sviluppa Abbozzo dell’arto DISTALE DORSALE POSTERIORE PROSSIMALE ALA NORMALE Sviluppo normale di un’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 CELLULE del DONATORE ALA DOPPIA 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 OVIDOTTO INIZIO SEGMENTAZIONE FECONDAZIONE CELLULA UOVO (Tuba di Falloppio) OVAIA OOCITA SECONDARIO BLASTOCISTI (impiantata) OVULAZIONE ENDOMETRIO UTERO Percorso dell’OOCITA dall’ovulazione all’impianto 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 Stadio di BLASTOCISTI a 6 giorni dal concepimento TROFOBLASTO Il trofoblasto secerne enzimi che permettono l’impianto della BLASTOCISTI nell’endometrio, lo strato cellulare che riveste internamente la cavità uterina ENDOMETRIO Vaso sanguigno (materno) FUTURO EMBRIONE Cellule trofoblasto in divisione Futuro SACCO VITELLINO CAVITÀ UTERINA TROFOBLASTO 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 CORION AMNIOS AMNIOS ALLANTOIDE VILLI CORIALI Embrione: Ectoderma Mesoderma Endoderma CORION SACCO VITELLINO CELLULE MESODERMA SACCO VITELLINO 9 giorni dal concepimento Iniziano a formarsi i FOGLIETTI EMBRIONALI e le membrane extraembrionali 16 giorni dal concepimento Embrione costituito da 3 foglietti embrionali e da 4 membrane extraembrionali 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 La PLACENTA è completamente formata VILLI CORIALI 31 giorni dal concepimento 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 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 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 dalle OVAIE OSSITOCINA dal feto e dall’ipofisi Stimolano i recettori uterini per l’OSSITOCINA Stimola le contrazioni dell’UTERO Stimola la PLACENTA a produrre PROSTAGLANDINE Fanno aumentare le contrazioni uterine FEEDBACK POSITIVO ESTROGENI PLACENTA Il TRAVAGLIO avviene in 3 stadi: CORDONE OMBELICALE UTERO CERVICE 1. DILATAZIONE 1 Fase DILATAZIONE della cervice 2 Fase ESPULSIONE del bambino (parto) 2. STADIO ESPULSIVO 3. SECONDAMENTO UTERO PLACENTA 3 CORDONE OMBELICALE 3 Fase del SECONDAMENTO: fuoriesce la placenta 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 Un biologo esegue la fecondazione in vitro Il microago con lo spermatozoo sta per penetrare nell’oocita 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 [email protected] www.fabriziocarmignani.com IISS “Mattei” – Rosignano S. (LI)
