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)
