ciclo mestruale

la riproduzione e lo sviluppo
embrionale
animali: riproduzione asessuata
Negli animali la riproduzione può essere sessuata o
asessuata
– La riproduzione asessuata avviene senza l’intervento
di cellule specializzate (i gameti).
– La prole che si genera è geneticamente identica al
genitore.
LM 25
Ci sono diversi tipi di riproduzione asessuata: gemmazione,
scissione, frammentazione (con rigenerazione).
– 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.
animali: riproduzione sessuata
– La riproduzione sessuata è la produzione di prole attraverso
la fecondazione, ossia la fusione di due 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.
Gli animali presentano un
ciclo aplonte.
• Negli animali le uniche
cellule aploidi sono i
gameti, le restante
cellule del corpo
(cellule somatiche)
sono diploidi.
Gameti aploidi (n = 23)
n
Cellula uovo
n
Spermatozoo
Meiosi
Fecondazione
Adulti
pluricellulari
diploidi
(2n = 46)
Mitosi
e sviluppo
Zigote
diploide
(2n = 46)
2n
La meiosi
7
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•In certe condizioni ambientali, la maggior parte dei rotiferi si
riproduce asessualmente per partenogenesi, un processo in
cui la cellula uovo si sviluppa senza fecondazione.
Capo
Uova
LM 210
Intestino
Ovaia
Alcuni animali presentano ermafroditismo, una condizione in
cui gli organismi possiedono sia il sistema riproduttore
femminile sia quello maschile.
Molti invertebrati acquatici e la maggior parte dei pesci e
degli anfibi presentano una fecondazione esterna: questi
animali liberano i gameti nell’acqua, dove spesso la
fecondazione ha luogo senza che vi sia contatto fisico tra i
sessi.
Uova
La riproduzione umana
In biologia si definisce riproduzione il processo
attraverso il quale vengono generati nuovi individui della
stessa specie.
La riproduzione umana è caratterizzata da:

riproduzione sessuata;

fecondazione interna;

sviluppo embrionale.
11
Sadava et al. Biologia.blu © Zanichelli editore, 2012
anatomia del sistema riproduttore
In entrambi i sessi sono presenti:
– un paio di gonadi (ovaie o testicoli) per la
produzione dei gameti;
– un sistema di dotti che ospitano e trasportano i
gameti;
– strutture che favoriscono l’accoppiamento.
anatomia apparato riproduttore maschile
Le gonadi maschili, i testicoli, producono sia gli spermatozoi
sia gli ormoni maschili chiamati nel loro complesso androgeni.
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Sadava et al. Biologia.blu © Zanichelli editore, 2012
Tre tipi di ghiandole (le vescicole seminali, la prostata e le
ghiandole bulbouretrali) producono un fluido acquoso che
nutre e protegge gli spermatozoi. L’insieme degli spermatozoi
e delle secrezioni ghiandolari forma un liquido chiamato
sperma emesso dal pene durante l’eiaculazione.
Vescica
(sistema
escretore)
Vescicola seminale
(dietro alla vescica)
Prostata
Ghiandola
bulbouretrale
Tessuto erettile del pene
Vaso deferente
Uretra
Scroto
Epididimo
Testicolo
Glande
Il controllo ormonale della produzione degli spermatozoi da
parte dei testicoli è un meccanismo a feedback negativo.
Stimoli provenienti
da altre aree dell’encefalo
Ormoni
di rilascio
Adenoipofisi
FSH
Testicolo
LH
Produzione
di androgeni
Produzione
di sperma
Feedback negativo
Ipotalamo
anatomia apparato riproduttore femminile
Le gonadi femminile, le ovaie, producono sia le cellule uovo
sia ormoni femminili (estrogeni, progesterone)
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Sadava et al. Biologia.blu © Zanichelli editore, 2012
La superficie delle ovaie presenta numerosi rigonfiamenti, i
follicoli, ognuno costituito da una singola cellula uovo in fase si
sviluppo, circondata da uno o più strati di cellule che la nutrono
e la proteggono. I follicoli secernono estrogeni.
Ovaie
Ovidotto
Follicoli
Corpo luteo
Parete uterina
Endometrio
(rivestimento
interno dell’utero)
Vagina
Utero
Cervice (collo dell’utero))
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
LM 200
Oocita
– L’apertura dell’utero è delimitata dalla cervice (o 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
del Bartolini.
Ovidotto
Ovaia
Utero
Retto
(sistema
digestivo)
Cervice
Vescica (sistema escretore)
Osso pubico
Uretra (Sistema escretore)
Tessuto erettile
Glande
Prepuzio
Vagina
Ghiandola di Bartolini
Piccole labbra
Ano (sistema
digerente)
Grandi labbra
Apertura della vagina
Clitoride
la gametogenesi
La gametogenesi avviene nelle gonadi e consiste di due
eventi in successione:
1.meiosi che dimezza il numero dei cromosomi e rende i
gameti aploidi l’uno diverso dall’altro;
2.differenziamento che li trasforma in cellule di forma e
dimensioni diverse.
Nel maschio la gametogenesi viene definita
spermatogenesi, nella femmina invece prende il nome di
oogenesi.
21
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la spermatogenesi
Gli spermatozoi maturano spostandosi
dalla periferia del tubulo seminifero,
attraversando le cellule del Sertoli,
verso il lume.
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La formazione degli spermatozoi e delle cellule uovo
avviene tramite meiosi.
– Nella specie umana la spermatogenesi, ossia la
formazione degli spermatozoi, richiede circa 65-75
giorni. I testicoli producono da 100 a 300 milioni di
spermatozoi al giorno.
– La formazione degli spermatozoi ha inizio da cellule
diploidi che si trovano vicino alla parete esterna dei
tubuli seminiferi.
– Gli spermatociti primari, che sono diploidi, vanno
successivamente incontro alla meiosi I e generano
spermatociti secondari, dotati di un numero aploide
di cromosomi.
la spermatogenesi
Epididimo
Tubulo
seminifero
(sezione
trasversale)
Pene
Testicolo
Scroto
Cellula diploide
2n
Testicolo
Differenziamento e
inizio della meiosi I
Tubulo
seminifero
2n
Spermatocita primario
(in profase della meiosi I)
Completamento
della meiosi I
n
n
Spermatocita secondario
(aploide; coppia di cromatidi)
Meiosi II
n
n
n
n
n
n
n
n
Spermatozoi in
via di sviluppo
(aploidi; cromatidi singoli)
Differenziamento
Spermatozoi
(aploidi)
Centro del tubulo seminifero
Membrana plasmatica
Segmento
intermedio
Collo
Testa
Coda
Mitocondrio
(a forma di spirale)
Nucleo
Acrosoma
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 (cellule quiescenti allo stadio di profase
I della prima divisione meiotica) prosegue le divisioni
meiotiche e forma un oocita secondario, (aploide, bloccato
in metafase II) liberato dall’ovaia durante l’ovulazione.
Nelle prime fasi dello sviluppo (20° settimana) sono presenti per ovaio
circa 4 milioni di oociti primari, che si riducono a sino a circa un milione
al momento della nascita e a circa 200.000 all’inizio della pubertà.
Nel corso della vita fertile della donna si realizzano circa 450 cicli
ovarici.
26
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l’oogenesi
Gli oociti primari sono cellule
quiescenti allo stadio di
profase della prima divisione
meiotica; con la pubertà
incomincia la loro
maturazione in oociti secondari.
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Lo sviluppo di un follicolo ovarico comprende molti processi
differenti.
Copro luteo
in fase degenerativa
Inizio:
Corpo luteo
Oocita primario
(all’interno del follicolo)
Follicoli in crescita
Follicolo maturo
Ovaia
Oocita
secondario
Ovulazione
Follicolo scoppiato
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La riproduzione e lo sviluppo sono
controllati da ormoni
Le attività legate alla riproduzione e al mantenimento
dei caratteri sessuali maschili e femminili sono regolate
da ormoni prodotti nelle gonadi:
• testosterone nel maschio;
• progesterone ed estrogeni nella femmina.
Questa produzione ormonale è controllata da altri
ormoni prodotti da ipofisi e ipotalamo.
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Il controllo ormonale nel maschio
L’apparato riproduttore
maschile è sotto il
controllo di ormoni
secreti dall’ipotalamo e
dall’ipofisi anteriore.
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ciclo ovarico e ciclo mestruale
– 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 (o uterino).
Il controllo ormonale nella femmina
Il ciclo ovarico e quello
uterino sono coordinati
da ormoni che vengono
prodotti a tre livelli:
ipotalamo, ipofisi
anteriore e ovaie.
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Gli ormoni che
controllano il
ciclo ovarico e il
ciclo mestruale:
eventi del ciclo ovarico e mestruale
– Gli eventi del ciclo mestruale (o 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.
L’apparato riproduttore
femminile presenta
un’attività ciclica che
coinvolge le ovaie e
l’utero.
ciclo ovarico
e ciclo mestruale
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endometrio
• Membrana mucosa che tappezza la cavità dell’utero,
essa costituisce la sede ove si impianta l’uovo
fecondato. La superficie dell’endometrio è rivestita
da uno strato di cellule epiteliali cilindriche, al di
sotto del quale vi è uno stroma in cui sono contenute
numerose ghiandole tubulari semplici che si aprono
alla superficie.
• Nella donna sessualmente matura, dalla pubertà fino
alla menopausa, la mucosa endometriale va incontro
a modificazioni periodiche sotto l’influenza di ormoni
prodotti dalle ovaie. Tali modificazioni hanno lo
scopo di preparare la mucosa stessa all’impianto
dell’uovo fecondato.
Durante la prima metà del ciclo, detta fase
proliferativa e influenzata dall’attività degli
ormoni estrogeni, si ha la rigenerazione delle
strutture ghiandolari e mucose frammentatesi
e sfaldate durante il flusso mestruale
precedente.
L’endometrio aumenta quindi gradatamente di
spessore, fino a 7-8 mm circa.
Nella seconda metà del ciclo o fase secretiva,
agisce sull’endometrio soprattutto il
progesterone, sotto la cui influenza le
ghiandole iniziano la loro attività secretiva
anche le cellule dello stroma si modificano,
diventando più voluminose.
Il mancato annidamento dell’uovo determina
un infarcimento emorragico della mucosa,
essa si distacca in lembi che cadono nella
cavità uterina determinando il fenomeno del
flusso mestruale (mestruazione).
mestruazione
La mestruazione, normalmente dura dai tre ai
cinque giorni.
Durante la mestruazione l’endometrio, ossia il
rivestimento interno dell’utero, si sfalda e viene
espulso.
Controllo ipotalamico
A
Inibito dalla combinazione
di estrogeni e progesterone;
Ipotalamo
stimolato da alti livelli
Ormone di rilascio emetici di estrogeni
•Ciclo ovarico e ciclo mestruale:
Adenoipofisi
1
B
LH
FSH
Ormoni ipofisari
nel sangue
4
Il picco di LH induce l’ovulazione
e la formazione del corpo luteo
6
LH
FSH
2
C
FSH
LH
Ciclo ovarico
5
Follicolo
maturo
Follicolo in crescita
Ovulazione
Fase pre-ovulatoria
Corpo Degenerazione
luteo del corpo luteo
Fase post-ovulatoria
Estrogeni
D
Progesterone ed estrogeni
Ormoni ovarici nel sangue
3
7
8
Estrogeni
Progesterone
Progesterone ed estrogeni
Estrogeni
Ciclo mestruale
E
Endometrio
0
5
Mestruazione
10
14 15
Giorni
20
25
28
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.
– Gli ormoni FSH e LH stimolano la crescita del follicolo.
– A mano a mano che cresce, il follicolo secerne sempre
più estrogeni, i cui livelli crescenti esercitano un
controllo a feedback negativo sull’ipofisi.
eventi ormonali ovulatori e
post-ovulatori
– Dopo l’ovulazione, dal follicolo scoppiato si sviluppa il
corpo luteo.
– L’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.
– A mano a mano che 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.
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 un ormone (HCG) che mantiene
attivo il corpo luteo che, in tal modo, continua a
produrre gli ormoni che evitano lo sfaldamento
dell’endometrio.
sviluppo embrionale
fasi dello sviluppo embrionale
•
•
•
•
1: Fecondazione
2: Segmentazione
3: Gastrulazione
4: Organogenesi
1: fecondazione
La fecondazione porta alla formazione di uno
zigote (2n) a partire da una cellula uovo (n) e
uno spermatozoo (n).
Soltanto uno
spermatozoo penetra
nell’oocita e lo
feconda; tutti gli altri
sono destinati a
morire.
La fecondazione
La fecondazione è il processo che porta alla formazione
dello zigote e al suo successivo sviluppo.

Riconoscimento specifico tra i gameti

Attivazione degli spermatozoi

Fusione delle membrane plasmatiche dei gameti

Attivazione dell’oocita

Espulsione del corpuscolo polare e fusione dei nuclei
51
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cumulo ooforo e zona pellucida
Fasi della fecondazione nei
mammiferi: riconoscimento
La cellula uovo (ancora alla fase di oocita secondario)
espulsa dal follicolo è protetta da un rivestimento
definito cumulo ooforo (cellule follicolari materne e
matrice gelatinosa).
Quando lo spermatozoo raggiunge la zona pellucida si
stabilisce un legame tra le proteine poste sulla
superficie dello spermatozoo e le glicoproteine
recettrici.
Fasi della fecondazione nei mammiferi:
attivazione degli spermatozoi
Dopo che lo spermatozoo è entrato in contatto con i
recettori della zona pellucida, l’acrosoma rilascia gli enzimi
che perforano la membrana della cellula uovo.
Fasi della fecondazione nei
mammiferi: fusione
La fusione delle membrane plasmatiche dei gameti
consente l’entrata del nucleo dello spermatozoo nella
cellula uovo.
Fasi della fecondazione nei mammiferi:
attivazione dell’oocita
Dopo che è avvenuta la fusione, l’intera membrana
dell’oocita diventa impenetrabile per gli altri spermatozoi.
La membrana pellucida si separa dalla membrana
plasmatica grazie alla formazione di uno strato acquoso,
la membrana di fecondazione.
La cellula uovo fecondata va incontro a una notevole
attività metabolica.
Fasi della fecondazione nei mammiferi:
fusione dei nuclei
Si completa la meiosi II, il corpuscolo polare viene
espulso.
A questo punto l’oocita secondario diviene una vera
cellula uovo, e il suo nucleo si fonde con quello dello
spermatozoo producendo il nucleo diploide dello zigote.
2: segmentazione
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. Non si osserva accrescimento.
Al termine della segmentazione, l’embrione risulta
formato da uno o più strati di cellule al cui interno si trova
un’ampia cavità (blastocele): questa sferula cava prende il
nome di blastula in tutti gli animali eccetto i mammiferi, in
cui prende il nome di blastocisti.
Il processo di segmentazione nel riccio di mare:
Zigote
2 cellule
4 cellule
8 cellule
Blastocele
Molte cellule
(sfera piena)
Blastula
(sfera cava)
Sezione
della blastula
Lo sviluppo embrionale umano inizia con la fecondazione che
avviene nell’ovidotto e prosegue con la segmentazione e
l’impianto della blastocisti.
Ha inizio
la segmentazione
Fecondazione della
cellula uovo
Ovaia
Ovidotto
Oocita
secondario
Ovulazione
Blastocisti
(impiantata)
Endometrio
Utero
la segmentazione nello sviluppo
umano (e dei mammiferi in generale)
Nello sviluppo umano la segmentazione
comincia 24 ore dopo la fecondazione,
avviene nell’ ovidotto, dura circa 7
giorni, produce una blastula detta
blastocisti.
La blastocisti (circa 100 cellule)
contiene una massa cellulare che darà
origine all’embrione e ad alcune
membrane extraembrionali, ed uno
strato esterno detto trofoblasto.
Endometrio
Massa cellulare interna
Cavità
Trofoblasto
Lo sviluppo embrionale
umano: segmentazione
Nelle prime fasi
segmentazione le prime
divisione dello zigote
producono una morula.
Sino allo stadio a 8 blastomeri
tutte le cellule embrionali
sono totipotenti.
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65
Al proseguire della
segmentazione si formerà
una blastocisti.
Nella bastocisti si osserva
una cavità piena di liquido
(blastocele), una massa
cellulare interna che
formerà l’embrione ed
alcune membrane extra
embrionali, e un
trofoblasto, lo strato più
esterno che aderirà
all’endometrio.
66
Sadava et al. Biologia.blu © Zanichelli editore, 2012
cellule staminali
lo sviluppo embrionale: impianto
Il trofoblasto secerne
enzimi che permettono
l’impianto della blastocisti
nell’endometrio, lo strato
cellulare che riveste
internamente la cavità
uterina, anche grazie alla
formazione dei villi coriali.
69
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Il trofoblasto secerne l’ormone HCG, la gonadotropina
corionica umana, che induce il corpo luteo a continuare a
produrre estrogeni e progesterone (intorno alla nona
settimana questo compito sarà svolto dalla placenta).
Endometrio
Vaso sanguigno
(materno)
Futuro embrione
Cellule del trofoblasto in divisione
Futuro sacco
vitellino
epiblasto
ipoblasto
Trofoblasto
7 giorni dal concepimento
Cavità uterina
3: gastrulazione
La gastrulazione, comporta un aumento
numerico delle cellule embrionali e le
organizza in tre strati distinti (gastrula).
I tre strati embrionali che si formano nel
corso della gastrulazione sono i tessuti (o
foglietti) embrionali: ectoderma,
endoderma e mesoderma.
foglietti embrionali
Principali organi
e tessuti che nei
vertebrati si
originano da
ciascuno dei tre
foglietti
embrionali:
membrane extraembrionali
• Nella specie umana la gastrulazione termina
circa alla fine della 3 settimana di sviluppo.
• Durante il processo, oltre alla divisione
cellulare, avvengono complessi movimenti che
portano alla formazione non solo
dell’embrione, ma anche delle 4 membrane
extraembrionali che completeranno il loro
sviluppo entro il primo mese.
membrane extraembrionali
• Amnios: membrana contenete il liquido
amniotico in cui cresce l’embrione (prime
nove settimane) ed il feto (dalla nona
settimana in poi).
• Sacco vitellino: (negli uccelli e nei rettili
contiene il vitello) nei mammiferi da
origine alle cellule germinali ed alle
cellule del sangue.
membrane extraembrionali
• Allantoide:(uccelli e rettili: accumula i
rifiuti) nei mammiferi formerà il cordone
ombelicale.
• Corion: origina dalle cellule del
trofoblasto ed è la parte embrionale della
placenta, organo che si completa verso la
fine del primo mese. La placenta è
l’organo di scambio di sostanze tra madre
e l’embrione/feto.
placenta
La placenta
A livello della placenta
vengono scambiati
ossigeno, sostanze
nutritive e cataboliti tra il
sangue materno e quello
fetale.
I villi coriali sono
attraversati da vasi
sanguigni embrionali che
si sono formati dal
mesoderma embrionale;
altre parti della placenta
derivano dall’endometrio
materno.
81
Sadava et al. Biologia.blu © Zanichelli editore, 2012
• La placenta è anche una ghiandola
endocrina, produce:
• Estrogeni e progesterone (sviluppo e
vascolarizzazione endometrio e
inibizione ciclo ovarico)
• Ormone lattogenico (simile alla
prolattina)
• Tireotropina placentale (simile al TSH,
stimola la produzione di ormoni tiroidei)
organogenesi
La formazione degli organi inizia all’incirca dalla
quarta settimana, quando l’embrione ha una
dimensione di circa 7 millimetri.
Lo sviluppo avviene in seguito a cambiamenti
nella forma e funzione delle cellule
(specializzazione), a migrazioni cellulari e alla
morte programmata (apoptosi) di determinate
cellule
Alla fine della 9 settimana l’embrione umano,
circa 8 cm, è un feto è ha tutti gli organi del
corpo formati.
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, regolandone la differenziazione.
notocorda
Zebrafish embryo with the notochord marked by a green fluorescent protein.
(Credit: Kathryn Ellis/Duke University Medical Center)
notocorda
• La notocorda, o corda dorsale, è una struttura
formata da tessuto connettivo flessibile a
forma di tubo che si riscontra in tutti gli
embrioni dei cordati, animali che prendono
tale nome proprio dalla presenza di questa
struttura durante lo stadio embrionale.
• Nei vertebrati la notocorda verrà sostituita
durante lo sviluppo dalla colonna vertebrale.
sviluppo del sistema nervoso
(neurulazione)
tubo neurale
Piega neurale
Una struttura
chiamata placca
neurale forma al
di sopra della
notocorda il
tubo neurale
che darà origine
all’encefalo e al
midollo spinale.
Tubo neurale
Placca neurale
Strato ectodermico
esterno
Ectoderma
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.
zebrafish
https://www.youtube.com/watch?v=ahJjLzyioWM
zebrafish 24 ore dalla fecondazione
48 ore
24 ore
72 ore
metameria
• Costituzione segmentale antero-caudale del
corpo di molti animali (Anellidi, Artropodi e
Vertebrati), in cui uno o più organi si ripetono
nei metameri (segmenti) successivi.
metameria
• La metameria può essere più o meno
manifesta esteriormente; può interessare tutti
gli organi e apparati, o solo qualcuno.
• La metameria tipica e completa si ha negli Anellidi e
negli Artropodi; nei Vertebrati è bene evidente
nell’embrione, in seguito si modifica e si cancella
parzialmente.
somiti e celoma
Dopo che si è formato il
tubo neurale, si formano i
somiti (blocchi di
mesoderma che danno
origine a strutture
segmentate,
metameriche) e il celoma
(la cavità corporea).
Tubo neurale
Notocorda
Somite
Celoma
Archenteron
(cavità digerente)
Somiti
Abbozzo caudale
SEM 15X´
Occhio
celomati
Molti animali presentano o per tutta la vita o in stadi
precoci dello sviluppo embrionale un celoma, cavità
rivestita da tessuto mesodermico. Con l'evoluzione, il
celoma può ridursi notevolmente: ad esempio,
nell'uomo ne rimangono solo il cavo pericardico, il cavo
pleurico e quello peritoneale.
somiti
Masse metameriche di origine
mesodermica, distribuite a
coppie ai lati del tubo neurale
e della notocorda
nell’embrione dei Vertebrati.
zebrafish 24h
somiti
I somiti danno origine:
(a) alle cellule cartilaginee che formeranno le
vertebre e le costole;
(b) ai muscoli del torace, del dorso, della parete
addominale e della lingua;
(c) al derma dorsale.
Il numero dei somiti è specifico per ogni specie e i somiti si differenziano in strutture
diverse a seconda della loro posizione lungo l’asse anteroposteriore.
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.
Le cellule durante lo sviluppo imparano la loro
posizione e ricevono ed inviano molecole
segnale che regolano la differenziazione,
rispetto agli assi principali del corpo: anteroposteriore e supero-inferiore.
Anteriore
Embrione
di uccello
Ventrale
Abbozzo
dell’arto
Distale
L’abbozzo dell’arto
si sviluppa
Dorsale
Prossimale
Posteriore
Ala normale
Queste molecole segnale prodotte dalle
cellule diffondono poi lontano dalla sorgente a
formare un gradiente di concentrazione che
dipende dalla distanza.
sonic hedgehog
Un esempio di questo meccanismo posizione-dipendente
lo possiamo osservare durante lo sviluppo del sistema
nervoso.
La parte inferiore del tubo neurale esprime una proteina
dal nome fantasioso (sonic hedgehog) che va lontano dal
pavimento della placca e agisce sulle cellule dell‛asse
dorsoventrale in dipendenza della loro distanza.
Quando la placca si chiude, la proteina
induce l‛espressione di un gene
che codifica un particolare tipo di
interneurone. Più in là, la diminuita
concentrazione induce l‛espressione
di un
altro gene che codifica per i
motoneuroni.
apoptosi
•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
tre trimestri
Nella specie umana lo sviluppo dal concepimento alla
nascita viene suddiviso in tre trimestri
5° settimana (embrione)
7mm
9° settimana (feto)
5 cm, 40 g
secondo trimestre
• I principali mutamenti che avvengono durante
il secondo trimestre consistono in un aumento
delle dimensioni e in un perfezionamento
generale dei tratti umani. Alla ventesima
settimana il feto è lungo 19 cm e pesa circa
500 g.
12° settimana
14° settimana
6 cm
20° settimana
19 cm, peso circa 500 g.
terzo trimestre
Il terzo trimestre (il periodo cha va dalla
ventiquattresima settimana fino alla nascita) è
contraddistinto da una rapida crescita.
parto
Il parto è indotto da ormoni e avviene in tre 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.
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
•Il travaglio avviene in tre stadi:
dilatazione, stadio espulsivo,
secondamento.
Placenta
Cordone
Ombelicale
Utero
Cervice
1 Fase di dilatazione della cervice
2 Fase di espulsione del bambino (parto)
Utero
Placenta
Cordone
ombelicale
3 Fase del secondamento: fuoriesce la placenta
fecondazione assisitita
•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. Le tecniche più comuni sono:
•Inseminazione artificiale: introduzione tramite sondino
di spermatozoi nella parte alta dell’utero
•Trasferimento intratubarico: trasferimento di gameti
maschili e femminili negli ovidotti
•Fecondazione in vitro: ovuli prelevati mediante
agoaspirazione addominale fecondati e, dopo 2 o 3 giorni,
trasferiti nell’utero.
fecondazione in vitro
tecniche contraccetive