Duplicazione cellulare
La morte è necessaria?
• William R. Clark “Sesso e origini della
morte”, McGraw-Hill, 1998
Riproduzione negli organismi
pluricellulari
• Partenogenesi
• Riproduzione sessuale
Riproduzione
•
•
•
•
•
•
Asessuata
Vantaggio aritmetico
Risparmio energetico
Rapida
I figli sono cloni
Bassa variabilità
dovuta solo a
mutazioni
• Vantaggiosa in
ambienti stabili
• Sessuata
• Implica formazione di
gameti
• I gameti si devono
incontrare
• Aumenta la variabilità
genetica
Produrre maschi ha un costo
enorme
• Vantaggio/svantaggio del sesso dipende
dalla velocità dei cambiamenti ambientali
• I parassiti
• Ogni organismo è in costante lotta
evolutiva con i suoi parassiti
Coniugazione batterica
Passaggio di DNA
plasmidico
La riproduzione sessuata
Implica la selezione sessuale:
•
•
competizione tra maschi (armi)
scelta del partner (ornamenti)
La selezione sessuale è un forte motore di variabilità di specie
Andrea Pilastro Sesso ed evoluzione, Bompiani 2007
Carattere adattativo?
Selezione sessuale
• Darwin 1871 ipotesi molto contrastata
• Verificata sperimentalmente (coda dei
fagiani)
• Ornamenti: canto, colori, strutture, odori,
giardino
In questi casi la scelta è femminile
Ma perché la femmina sceglie il maschio più attraente con
Caratteristiche che sembrano poco adattative?
Fitness di un organismo deve tener
conto di:
• Capacità di sopravvivenza
• Capacità di riprodursi
• Avere nipoti
Esempio della Mantide religiosa (conflitto sessuale)
I cromosomi umani
Cromosomi omologhi
autosomi
23 paia
Cromosomi sessuali
eterosomi
Determinazione genetica del sesso
XXY: Maschio
Y : letale
X : fem
Sesso genetico:
XX XY
Sesso gonadico:
In base al sesso genetico la gonade
Si differenzia in ovaio o testicolo
Senza un testicolo funzionante lo
Sviluppo avviene in senso femminile
Sesso fenotipico
Le gonadi svolgono due funzioni
• Gametogenesi : produzione delle cellule
germinali
• Steroidogenesi: produzione di ormoni sessuali
Entrambe regolate dalle gonadotropine ipofisarie
(FSH e LH) che a loro volta sono regolate dall’ormone
ipotalamico GnRH costituito da 10 aa
I neuroni GnRH ricevano afferenze
dopaminergiche,serotoninergiche e adrenergiche
La secrezione di GnRH è inibita da CRH
per cui in condizioni di stress ci può essere inibizione della funzione
riproduttiva
Dimensioni circa 6mm
Sviluppo dei genitali esterni
Gene SRY
Proteina
SRY
Effetti genomici
Sex-determing Region Y
Codifica per un fattore di
Trascrizione
Se manca SRY> femmine
Se presente SRY> maschi
Alterazione dei cromosomi sessuali
• Sindrome di Turner X fenotipo
femminile con infantilismo sessuale alla
pubertà e amenorrea
• Sindrome di Klinefelter XXY fenotipo
maschile con scarsa virilizzazione alla
pubertà
7M
1M
400 arrivano
All’ovulazione
100M/ml
Patologie legate al cromosoma X
• Distrofia muscolare di Duchenne
• Se il gene legato al cromosoma X dalla
madre è difettoso, il figlio maschio
manifesterà la mutazione
La gametogenesi è sotto controllo
ormonale
• Asse ipotalamo-ipofisi-gonadi
Gli ormoni steroidei
ciclopentanoperidrofenantrene
Vie di sintesi degli ormoni steroidei
Lo sviluppo dei genitali esterni maschili
richiede il diidrotestosterone
• Ad opera dell’enzima 5alfareduttasi
• Una mutazione inattivante nel gene che
codifica per la 5alfareduttasi
• Causa ambiguità nei genitali esterni
• Alla nascita sembrano bambine
Asse ipotalamo-ipofisi-gonadi
Retroazione + e -
Gonadotropine FSH LH
Sono glicoproteine che regolano
• lo sviluppo delle gonadi
• La maturazione sessuale
• Secrezione steroidi sessuali
• FSH nel maschio:stimola le cellule del Sertoli a
mantenere in funzioni le cellule germinali, nella
femmina stimola le cellule della granulosa e
sostiene la crescita dei follicoli ovarici
• LH stimola la steroidogenesi testicolare e
ovarica
L’ipotalamo produce in modo
pulsatile GnRH (ogni 3 ore)
• Solo se rilasciato in modo pulsatile GnRH
è efficace
• Livelli costanti di GnRH causano down
regulation dei recettori ipofisari
• Livelli costanti di agonisti di GnRH
determinano castrazione chimica
reversibile
Inibine e attivine prodotte dalle
gonadi
• Ormoni peptidici che agiscono in
retroazione su ipofisi e ipotalamo
• Fanno parte della famiglia dei transforming
growth factor beta
• A basse concentrazioni di estrogeni
retroazione • A alte concentrazioni di estrogeni
retroazione +
• Importante nel ciclo riproduttivo femminile
Strutture riproduttive nel maschio
I testicoli necessitano una temperatura di circa 35°
Ghiandole accessorie:
Vescicole seminali
Prostata
G. Bulbouretrale
Producono il
Liquido
seminale
Tubulo seminifero
spermatogonio
C.Sertoli
Le cellule del Sertoli unite da
Tight junctions costituiscono
La barriera emato-testicolare
C. di Leydig: testosterone
Struttura dello spermatozoo
70 giorni da spermatogonio a spermatozoo
Testa: 5-10 μm
L’acrosoma contiene enzimi
Idrolitici e proteolitici
Coda: 60 μm
Canali de Ca
Che attivano il
Motore
molecolare
Controllo ormonale della spermatogenesi
ASSE
IPOTALAMO
IPOFISI
GONADI
Riflesso dell’erezione
Eiaculazione:
Sotto controllo
ortosimpatico
Androgeni:steroidi anabolizzanti
•
•
•
•
Effetti collaterali
Tumori epatici
Sterilità (atrofia testicolare)
Effetti sul SNC dipendenza
Parete uterina
Follicoli a vari stadi
Il ciclo ovarico comprende 3 fasi:
• Fase follicolare
• Ovulazione
• Fase luteale
Il ciclo uterino comprende 3 fasi:
• Mestruo
• Fase proliferativa
• Fase secretoria
Parallelamente si può osservare il ciclo ormonale
CONTROLLO ORMONALE DEL CICLO MESTRUALE
Fase follicolare
O
Fase luteinica
Parete uterina
Follicoli a vari stadi
Dall’ovulo verso l’esterno
FOLLICOLI
ovulazione
2 cm
Fattori che influenzano la funzione
riproduttiva nella donna
• Stress
• Stato nutrizionale
• Ciclo luce-buio
FECONDAZIONE
Circa 100 spermatozoi, dei milioni, raggiungono l’ovulo nella tuba di Falloppio
Gli spermatozoi dopo la capacitazione nella vagina (capacità di muoversi) rilasciano
enzimi dall’acrosoma per penetrare gli strati cellulari e la zona pellucida
Fusione dello spermatozoo e dell’ovulo per formare lo zigote
Lo spermatozoo si lega a recettori di membrana
2° divisione meiotica
Ovulazione, fecondazione e impianto
10 mm
7-8 settimane di
gravidanza
Inizio gravidanza 1° giorno dall’ultima mestruazione
La placenta
• Produce ormoni: gonadotropina
corionica,lattogeno placentare,
progesterone e altri ormoni di funzione
poco nota (CFH…relaxina
• Garantisce gli scambi tra sangue
materno e fetale
La gonadotropina corionica
Induce il corpo luteo a produrre
Progesterone
Si misura nei test di gravidanza
La placenta permette gli scambi di
Gas respiratori e nutrienti
Circuito a feed back positivo:
Stiramento cervice
Rilascio ossitocina
Contrazioni uterine
Spinta del feto nella cervice
Stiramento cervice
In risposta all’ossitocina
Le cellule endometriali
Rilasciano prostaglandina
Che stimola ulteriormente
La contrazione (Ca++)
PNAS 106, 2009
Le difficoltà del parto sono connesse alla
postura eretta e al bipedismo
sono meno evidenti nelle grandi scimmie
(non c’è rotazione del neonato)
così come nell’Australopithecus
e nel Neanderthal
Compromesso tra le dimensioni
del cranio del neonato e le
dimensioni pelviche limitate
da aspetti biomeccanici dei bipedi
Il parto è quasi sempre assistito
Ghiandola mammaria
Lobulo della ghiandola mammaria
Cellule secretorie
Cellule mioepiteliali
Dotto galattoforo
Controllo ormonale della
Secrezione e della eiezione di latte
PIH: dopamina che inibisce il
Rilascio di prolattina
Agonisti della dopamina come
Farmaci per bloccare la
lattazione
Composizione del latte umano
• 3-5% grassi (ac.oleico, palmitico)
• 0,8-0,9 proteine (caseina…
• 7% carboidrati (lattosio…
Contraccettivi:
Mezzi barriera
Prevenzione impianto
Terapie ormonali
